(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力式外科手術用ステープラーであって、
ハウジングと、
該ハウジングから遠位に延び、第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、
少なくとも部分的に該ハウジング内に配置された駆動モータと、
該駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒と、
該内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタであって、該エンドエフェクタは、該発射棒が該エンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、該発射棒と機械的に協働する、エンドエフェクタと、
メイン駆動スイッチであって、該メイン駆動スイッチは、トグルスイッチとして一緒に形成された第一のスイッチおよび第二のスイッチを備え、該第一のスイッチは、該駆動モータを第一の方向に起動することにより、該エンドエフェクタの第一の外科手術機能を容易にするように適合されており、該第二のスイッチは、該駆動モータを第二の方向に起動することにより、該エンドエフェクタの第二の外科手術機能を容易にするように適合されている、メイン駆動スイッチと、
該駆動モータをクランプモードから発射モードに起動することにより、複数の外科手術用ファスナーを展開して変形させるように該発射棒を駆動するように適合された第三のスイッチと
を備え、
該第一のスイッチおよび該第二のスイッチが、非線形速度制御回路に結合されており、該非線形速度制御回路が、該第一のスイッチおよび該第二のスイッチの押下の関数として該駆動モータの回転速度を制御するように適合されている、動力式外科手術用ステープラー。
【請求項２】
前記非線形速度制御回路が、電圧調整回路、可変抵抗回路、およびマイクロエレクトロニックパルス幅変調回路からなる群より選択される、請求項１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【請求項３】
前記第一のスイッチおよび前記第二のスイッチ、ならびに前記非線形速度制御回路が、可変制御デバイスに結合されている、請求項１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【請求項４】
前記可変制御デバイスが、加減抵抗器、複数位置スイッチ、線形可変変位変換器、回転可変変位変換器、線形電位差計、回転電位差計、光学エンコーダ、強磁性センサ、およびホール効果センサからなる群より選択される、請求項３に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【請求項５】
前記エンドエフェクタが、前記複数の外科手術用ファスナーを組織を通して変形させて該組織を固定するための、対向する１対の組織係合表面を備え、該組織係合表面が、互いに対して開位置と接近位置との間で移動可能であり、該接近位置において、該組織係合表面が互いに並置される、請求項１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【請求項６】
前記エンドエフェクタの前記第一の外科手術機能が、前記発射棒を遠位方向に進めて前記対向する１対の組織係合表面を前記接近位置に移動させることを包含し、該エンドエフェクタの前記第二の外科手術機能が、該発射棒を近位方向に引き込んで該対向する１対の組織係合表面を前記開位置に移動させることを包含する、請求項５に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【請求項７】
前記内視鏡部分に取り外し可能に取り付けられるように構成された装填ユニットであって、該装填ユニットは、エンドエフェクタを備え、該エンドエフェクタは、前記発射棒が該エンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、該発射棒と機械的に協働する、装填ユニットと、
該内視鏡部分内に配置されて前記メイン駆動スイッチに結合された装填スイッチであって、該装填ユニットを該内視鏡部分に取り付ける際の該装填スイッチの起動まで、該メイン駆動スイッチは作動不可能である、装填スイッチと
をさらに備える、請求項１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【請求項８】
前記ハウジングのハンドル部分の頂表面に配置され、前記メイン駆動スイッチに結合されたロックアウトスイッチであって、該ハンドル部分の把持の際の該ロックスイッチの起動まで、該メイン駆動スイッチは作動不可能である、ロックアウトスイッチ
をさらに備える、請求項１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【請求項９】
前記ロックアウトスイッチが、バイオインピーダンスセンサ、キャパシタンスセンサおよび圧力センサからなる群より選択される、請求項８に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、機械的外科手術用ファスナーを患者の組織に移植するための外科手術用ステープラーに関し、そして特に、外科手術用ファスナーを組織内に発射するためにモータによって動力を与えられる外科手術用ステープラー、および１つ以上の感知されたフィードバック信号に応答してステープラーを制御するためのフィードバック制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の公知のデバイスは、代表的に、組織をクランプして外科手術用ファスナーを組織内で展開して成形するために、１０ポンド〜６０ポンド（約４．５ｋｇ〜約２７．１ｇ）の手の力を必要とし得、このことは、繰り返しの使用によって、外科医の手を疲労させ得る。外科手術用ファスナーを組織に移植する、気体により動力を与えられる空気式ステープラーが、当該分野において公知である。これらの器具のうちの特定のものは、トリガ機構に接続される加圧された気体供給源を利用する。このトリガ機構は、押下されると、単に、加圧された気体を放出してファスナーを組織に移植する。
【０００３】
モータにより動力を与えられる外科手術用ステープラーもまた、当該分野において公知である。これらのステープラーとしては、ステープル発射機構を起動させるモータを有する、動力式外科手術用ステープラーが挙げられる。しかし、これらのモータにより動力を与えられるデバイスは、ステープル留めプロセスの、使用者による制限された制御を提供するのみである。使用者は、モータを起動させるために、１つのスイッチおよび／またはボタンを動かし得るのみであり、そして対応するトルクをステープラーの発射機構に適用する。他の特定のデバイスにおいて、ステープラーを制御するために制御装置が使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
種々のセンサを備える新規な改善された動力式外科手術用ステープラーが、継続的に必要とされている。これらのセンサは、フィードバック制御装置に対応するフィードバックを提供し、このフィードバック制御装置は、ステープラーの作動を表す感知されたフィードバック信号に応答して、動力式ステープラーの種々のパラメータを自動的に調節する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、例えば、以下を提供する：
（項目１）
動力式外科手術用ステープラーであって、
ハウジング；
該ハウジングから遠位に延び、第一の長手方向軸を規定する、内視鏡部分；
少なくとも部分的に該ハウジング内に配置された駆動モータ；
該駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒；
該内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタであって、該エンドエフェクタは、該発射棒が該エンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、該発射棒と機械的に協働する、エンドエフェクタ；
メイン駆動スイッチであって、該メイン駆動スイッチは、トグルスイッチとして一緒に形成された第一のスイッチおよび第二のスイッチを備え、該第一のスイッチは、該駆動モータを第一の方向に起動させて、該エンドエフェクタの第一の外科手術機能を容易にするように適合されており、そして該第二のスイッチは、該駆動モータを第二の方向に起動させて、該エンドエフェクタの第二の外科手術機能を容易にするように適合されている、メイン駆動スイッチ、
を備える、動力式外科手術用ステープラー。
【０００６】
（項目２）
上記第一のスイッチおよび上記第二のスイッチが、非線形速度制御回路に結合されており、該非線形速度制御回路が、上記駆動モータの回転速度を、該第一のスイッチおよび該第二のスイッチの押下の関数として制御するように適合されている、項目１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【０００７】
（項目３）
上記非線形速度制御回路が、電圧調整回路、可変抵抗回路、およびマイクロエレクトロニックパルス幅変調回路からなる群より選択される、項目２に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【０００８】
（項目４）
上記第一のスイッチおよび上記第二のスイッチ、ならびに上記非線形速度制御回路が、可変制御デバイスに結合されている、項目２に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【０００９】
（項目５）
上記可変制御デバイスが、加減抵抗器、複数位置スイッチ、線形可変変位変換器、回転可変変位変換器、線形電位差計回転電位差計、光学エンコーダ、強磁性センサ、およびホール効果センサからなる群より選択される、項目４に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【００１０】
（項目６）
上記エンドエフェクタが、複数の外科手術用ファスナーを組織を通して変形させて該組織に固定するための、対向する１対の組織係合表面を備え、該組織係合表面が、互いに対して開位置と接近位置との間で移動可能であり、該接近位置において、該組織係合表面が互いに並置される、項目１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【００１１】
（項目７）
上記エンドエフェクタの上記第一の外科手術機能が、上記発射棒を遠位方向に進めて上記対向する１対の組織係合表面を上記接近位置に移動させることを包含し、そして該エンドエフェクタの上記第二の外科手術機能が、該発射棒を近位方向に引き込んで該対向する１対の組織係合表面を上記開位置に移動させることを包含する、項目６に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【００１２】
（項目８）
上記駆動モータを起動させて、上記外科手術用ファスナーを展開して変形させるように上記発射棒を駆動させるように適合された、第三のスイッチをさらに備える、項目６に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【００１３】
（項目９）
上記内視鏡部分に取り外し可能に取り付けられるように構成された装填ユニットであって、該装填ユニットは、エンドエフェクタを備え、該エンドエフェクタは、上記発射棒が該エンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、該発射棒と機械的に協働する、装填ユニット；および
該内視鏡部分内に配置されて上記メイン駆動スイッチに結合された装填スイッチであって、該装填ユニットを該内視鏡部分に取り付ける際の該装填スイッチの起動まで、該メイン駆動スイッチは作動不可能である、装填スイッチ、
をさらに備える、項目１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【００１４】
（項目１０）
上記ハウジングのハンドル部分の頂表面に配置され、上記メイン駆動スイッチに結合された、ロックアウトスイッチであって、該ハンドル部分の把持の際の該ロックスイッチの起動まで、該メイン駆動スイッチは作動不可能である、ロックアウトスイッチ、
をさらに備える、項目１に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【００１５】
（項目１１）
上記ロックアウトスイッチが、バイオインピーダンスセンサ、キャパシタンスセンサおよび圧力センサからなる群より選択される、項目１０に記載の動力式外科手術用ステープラー。
【００１６】
動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にこのハウジング内に配置される駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって、この発射棒を通って延びる第一の長手方向軸の周りで回転可能である。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、この発射棒がこのエンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、この発射棒と機械的に協働する。このステープラーは、制御システムをさらに備え、この制御システムは、駆動モータ、発射棒、装填ユニットおよびエンドエフェクタに結合された複数のセンサを有し、これらの複数のセンサは、これらの駆動モータ、発射棒、装填ユニットおよびエンドエフェクタの作動パラメータを検出するように構成される。この制御システムはまた、複数のセンサに結合されたマイクロコントローラを備え、このマイクロコントローラは、動力式外科手術用ステープラーの作動状態を、検出された作動パラメータの関数として決定するように構成される。
【００１７】
（要旨）
本開示の１つの局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にこのハウジング内に配置された駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒を備える。この発射棒は、長手軸方向に並進し、そしてこの発射棒を通る第一の長手方向軸の周りで、モータにより回転可能である。このステープラーはまた、内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、発射棒がこのエンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、この発射棒と機械的に協働する。このステープラーは、メイン駆動スイッチをさらに備え、このメイン駆動スイッチは、トグルスイッチとして一緒に形成された第一のスイッチおよび第二のスイッチを備える。この第一のスイッチは、駆動モータを第一の方向に起動させてエンドエフェクタの第一の外科手術機能を容易にするように適合されており、そしてこの第二のスイッチは、駆動モータを第二の方向に起動させてエンドエフェクタの第二の外科手術機能を容易にするように適合されている。
【００１８】
本開示の別の局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にこのハウジング内に配置される駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって長手軸方向に並進する。このステープラーはまた、この内視鏡部分に取り外し可能に取り付けられるように構成された装填ユニットを備える。この装填ユニットは、エンドエフェクタを備え、このエンドエフェクタは、発射棒がこのエンドエフェクタの外科手術機能を駆動するようにこの発射棒と機械的に協働する。このステープラーはまた、装填ユニット識別システムを備え、この装填ユニット識別システムは、識別子および呼掛け機を備える。この識別子は、装填ユニットを識別し、そしてこの装填ユニット上に配置される。この呼掛け機は、この識別子とインターフェースして、この装填ユニットに独特に帰属された識別コードを得るように構成される。この呼掛け機は、装填ユニットが以前に発射されたか否かを決定する。
【００１９】
１つの実施形態において、この識別子およびこの呼掛け機は、互いに無線通信するように構成された、無線トランシーバーである。別の実施形態において、この識別子は、抵抗器、コンデンサおよびインダクタのうちの少なくとも１つを有する電気識別子であり、そしてこの電気識別子は、識別コードに独特に帰属された少なくとも１つの電気特性を備える。この呼掛け機は、少なくとも１つの端子を備え、この端子は、この電気識別子とインターフェースし、そして少なくとも１つの電気特性に基づいて識別コードを決定するように適合されている。
【００２０】
別の実施形態において、この識別子は、識別子コードに独特に帰属された所定の磁気パターンで配置された、識別子でコードされた磁石および鉄ノードのうちの少なくとも１つを有する、磁気デバイスである。この呼掛け機は、この磁気識別子とインターフェースし、そして所定の磁気パターンに基づいて識別コードを決定するように適合された磁気センサである。この磁気センサは、強磁性センサまたはホール効果センサであり得る。
【００２１】
さらなる実施形態において、この識別子は、複数の突出部を備え、これらの突出部は、変位パターンが識別コードに対応するように変位センサとインターフェースするように構成される。
【００２２】
別の実施形態において、動力式外科手術用ステープラーはまた、ユーザインターフェースを備え、このユーザインターフェースは、複数の視覚出力を備え、これらの視覚出力は、装填ユニットおよび動力式外科手術用ステープラーのうちの少なくとも一方の作動ステータスを、複数の視覚出力のうちの少なくとも一部の起動したものの組み合わせに基づいて運ぶように構成される。このユーザインターフェースは、非同期モータを有する触覚フィードバック機構をさらに備え、この非同期モータは、ハウジング内に配置され、そして強度が異なる振動フィードバックを、動力式外科手術用ステープラーに付与される力の関数として提供するように構成される。
【００２３】
１つの実施形態において、エンドエフェクタは、複数の外科手術用ファスナーを組織に通して変形させて組織を止めるための対向する１対の組織係合表面を備え、この組織係合表面は、開位置と接近位置との間で互いに対して移動可能である。この接近位置において、これらの組織係合表面は、互いに並置する。このエンドエフェクタは、組織係合表面の各々にそれぞれ配置された第一の組織センサおよび第二の組織センサを備え、この第一の組織センサおよびこの第二の組織センサは、これらのセンサの間に磁場（ｆｉｅｌｄ）を発生させ、そして外来組織を表す磁場の変動を検出するように構成される。この第一の組織センサおよびこの第二の組織センサは、空気、体液および組織のうちの少なくとも１つを無視するように較正される。
【００２４】
本開示のさらなる局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にこのハウジング内に配置される駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒を備える。この発射棒は、この発射棒を通る第一の長手方向軸の周りで、このモータによって長手軸方向に並進する。このステープラーはまた、内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、発射棒がこのエンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、この発射棒と機械的に協働する。このステープラーは、この駆動モータに結合された電源をさらに備える。この電源は、絶縁シールド内に収容された、パワーセルおよび１つ以上のウルトラキャパシタを備える。この絶縁シールドは、吸収剤および難燃剤から形成される。
【００２５】
動力式外科手術用ステープルはまた、電力アダプタを備え得る。この電力アダプタは、電気外科発電機に結合されて、電源に電力を提供してこの電源を充電するように構成される。１つの実施形態において、この動力式外科手術用ステープラーは、誘導充電インターフェースをさらに備え得、この誘導充電インターフェースは、ハウジング内に配置された誘導コイルを備え、このハウジングおよびこのハウジング内に配置された誘導コイルを電磁場内に配置すると、この誘導コイルがこの電磁場エネルギーを直流電流に変換して、電源を充電する。
【００２６】
別の実施形態において、動力式外科手術用ステープラーは、放電回路を備え得、この放電回路は、電源に結合された抵抗型負荷およびスイッチを有し、このスイッチを起動させると、この電源がこの抵抗型負荷に放電する。
【００２７】
動力式外科手術用ステープラーはまた、少なくとも１つの熱センサに結合された、モータとバッテリとで作動するモジュールを備え得、このモータとバッテリとで作動するモジュールは、駆動モータと電源とのうちの少なくとも一方の温度を監視するように構成される。この熱センサは、サーミスタ、サーモパイル、熱電対または熱赤外線センサであり得る。
【００２８】
さらなる実施形態において、電源は、この電源の温度を測定するための温度センサ、およびこの電源に関連する独特の識別子を格納するための埋め込みマイクロコントローラをさらに備える。動力式外科手術用ステープラーはまた、この埋め込みマイクロコントローラとインターフェースしてこのマイクロコントローラに呼び掛け、そしてこのマイクロコントローラからこの電源の温度および独特の識別子を得るように構成されており、この温度が所定の作動範囲内でありかつこの独特の識別子が妥当である場合、このマイクロコントローラは、この電源を認証する。
【００２９】
本開示のなお別の局面によれば、動力式電気外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にこのハウジング内に配置される駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって長手軸方向に併進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、発射棒がこのエンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、この発射棒と機械的に協働する。このステープラーは、この発射棒の現在の直線位置を決定するための位置計算機をさらに備える。この位置計算機は、直線変位センサに結合され、この直線変位センサは、この発射棒に隣接して配置され、そしてこの発射棒の直線移動を検出するように構成される。このステープラーは、発射棒の線速度および駆動モータの回転速度のうちの少なくとも一方を決定するための、速度計算機をさらに備える。
【００３０】
この発射棒は、この発射棒上に配置された第一のインジケータおよび第二のインジケータを備え得る。動力式外科手術用ステープラーは、シャフトスタート位置センサおよびクランプ位置センサを備え得る。このシャフトスタート位置センサは、第一のインジケータがこのシャフトスタート位置センサとインターフェースする場合、位置計算機に信号を送るように構成されており、この第一のインジケータの位置は、第一の発射棒の移動の開始を示す。このクランプ位置センサは、第二のインジケータがこのクランプ位置センサとインターフェースする場合に、位置計算機に信号を送るように構成されており、この第二のインジケータの位置は、エンドエフェクタのクランプを示す。
【００３１】
１つの実施形態において、発射棒の少なくとも一部分が磁化されるか、または発射棒がその内部に配置された磁性材料を備え得、そして直線変位センサは、この発射棒の移動に対応する磁場の変動を検出するように構成される。この直線変位センサは、強磁性センサまたはホール効果センサであり得る。
【００３２】
別の実施形態において、直線変位センサは、電位差計または加減抵抗器であり得、そして発射棒は、この直線変位センサと電気機械的に接触する端子を備え、この直線変位センサは、発射棒の少なくとも１つの電気特性の変化に基づいて、この発射棒の移動を検出するように構成される。
【００３３】
速度計算機は、直線変位センサに結合され得、そしてこの速度計算機は、発射棒の変位の変化の速度に基づいて、この発射棒の線速度を決定するように構成され得る。この速度計算機は、回転速度検出装置に結合され、この回転速度検出装置は、駆動モータの回転速度に対応するパルスを伝達するための少なくとも１つのエンコーダを有する。
【００３４】
さらなる実施形態において、電圧センサが駆動モータに接続され、この電圧センサは、この駆動モータの逆起電力を測定する。速度計算機は、電圧センサに結合され得、そして発射棒の線速度および駆動モータの回転速度のうちの少なくとも一方を、測定された起電力に基づいて決定するように構成され得る。
【００３５】
動力式外科手術用ステープラーはまた、駆動モータに接続された分流抵抗器に結合された電流センサを備え得、この電流センサは、駆動モータの電流の引き出しを測定するように構成されており、速度計算機は、この電流センサに結合され、そして発射棒の線速度および駆動モータの回転速度のうちの少なくとも一方を、この電流の引き出しに基づいて決定するように構成される。この速度計算機は、発射棒の線速度と駆動モータの電流の引き出しとを比較して、駆動モータの回転が発射棒に充分に伝達されたか否かを決定するように構成される。この速度計算機はまた、発射棒の線速度と駆動モータの回転速度とを比較して、駆動モータの回転が発射棒に充分に伝達されたか否かを決定するように構成され得る。さらなる実施形態において、位置計算機および速度計算機は、マイクロコントローラを備える制御システムに結合される。
【００３６】
本開示の１つの局面によれば、動力式電気外科ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にこのハウジング内に配置された駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって長手軸方向に併進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、第二の長手方向軸を規定し、そして発射棒がこのエンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、この発射棒と機械的に協働する。このステープラーは、関節運動機構をさらに備え、この関節運動機構は、関節運動モータを備え、この関節運動モータは、このエンドエフェクタを、第一の関節運動位置（この位置において、第二の長手方向軸は、第一の長手方向軸と実質的に整列する）と第二の関節運動位置（この位置において、第二の長手方向軸は、第一の長手方向軸に対してある角度で配置される）との間で移動させるように構成される。さらに、このステープラーは、関節運動センサを備え、この関節運動センサは、関節運動の間にエンドエフェクタが第一の位置にある時点を決定するように構成され、この関節運動センサは、関節運動モータに結合され、そしてエンドエフェクタが第一の位置にある場合に関節運動を引き起こすように、関節運動モータに信号を送るように構成される。
【００３７】
本開示のさらなる局面によれば、動力式電気外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にこのハウジング内に配置された駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように配置された発射棒を備える。この発射棒は、この発射棒を通って延びる第一の長手方向軸の周りで、このモータによって長手軸方向に併進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、発射棒がこのエンドエフェクタの外科手術機能を駆動するように、この発射棒と機械的に協働する。このステープラーは、複数のセンサを有する制御システムをさらに備え、これらのセンサは、駆動モータ、発射棒、装填ユニットおよびエンドエフェクタに結合されており、これらの複数のセンサは、駆動モータ、発射棒、装填ユニットおよびエンドエフェクタの作動パラメータを検出するように構成される。この制御システムはまた、複数のセンサに結合されたマイクロコントローラを備え、このマイクロコントローラは、動力式外科手術用ステープラーの作動ステータスを、検出された作動パラメータの関数として決定するように構成される。
【００３８】
１つの実施形態において、この制御システムは、外部フィードバック制御装置に結合されるように適合され、この外部フィードバック制御装置は、動力式外科手術用ステープラーの作動ステータスを処理して出力を生成するように構成される。このフィードバック制御装置は、ビデオプロセッサ、ビデオディスプレイ、ヘッドアップディスプレイおよび電算デバイスに結合するように適合される。フィードバック制御装置は、フィードバック制御装置の出力をビデオディスプレイの上に重ねるように構成されたオンスクリーンディスプレイモジュール、およびフィードバック制御装置の出力をヘッドアップディスプレイの上に重ねるように構成されたヘッドアップディスプレイモジュールを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の器具の種々の実施形態が、図面を参照しながら本明細書中に記載される。
【００４０】
（詳細な説明）
本開示の動力式外科手術用器具の実施形態が、図面を参照しながらここで詳細に記載される。図面において、同じ参照番号は、数枚の図の各々において、同一の要素または対応する要素を表す。本明細書中で使用される場合、用語「遠位」とは、動力式外科手術用器具またはその構成要素の、使用者から遠い方の部分をいい、一方で、用語「近位」とは、動力式外科手術用器具またはその構成要素の、使用者に近い方の部分をいう。
【００４１】
動力式外科手術用器具（例えば、外科手術用ステープラー）は、本開示によれば、参照番号１０として図中で表される。最初に図１を参照すると、動力式外科手術用器具１０は、ハウジング１１０、内視鏡部分１４０（内視鏡部分を通って延びる第一の長手方向軸Ａ−Ａを規定する）、およびエンドエフェクタ１６０（エンドエフェクタを通って延びる第二の長手方向軸Ｂ−Ｂを規定する）を備える。内視鏡部分１４０は、ハウジング１１０から遠位に延び、そしてエンドエフェクタ１６０は、内視鏡部分１４０の遠位部分に隣接して配置される。１つの実施形態において、ハウジング１１０の構成要素は、粒子の浸潤および／または流体連絡に対してシールされており、そして滅菌プロセスによる構成要素の損傷を防止することを補助する。
【００４２】
本開示の１つの実施形態によれば、エンドエフェクタ１６０は、１つ以上の外科手術用ファスナーを有する第一の顎部材（例えば、カートリッジアセンブリ１６４）、および外科手術用ファスナーを展開して成形するためのアンビル部分を備える、対向する第二の顎部材（例えば、アンビルアセンブリ１６２）を備える。特定の実施形態において、ステープルは、カートリッジアセンブリ１６４に収容されて、ステープルの線状の列を身体組織に、同時の様式または連続的な様式のいずれかで適用する。アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４のうちのいずれか一方または両方が、開位置（この位置において、アンビルアセンブリ１６２はカートリッジアセンブリ１６４から間隔を空けている）と接近位置またはクランプ位置（この位置において、アンビルアセンブリ１６２は、カートリッジアセンブリ１６４と並置して整列する）との間で互いに対して移動可能である。
【００４３】
エンドエフェクタ１６０は、設置部分１６６に取り付けられることがさらに予測される。この設置部分は、本体部分１６８に旋回可能に取り付けられる。本体部分１６８は、動力式外科手術用器具１０の内視鏡部分１４０と一体的であり得るか、または器具１０に取り外し可能に取り付けられて交換可能な使い捨て装填ユニット（ＤＬＵ）もしくは単回使用装填ユニット（ＳＵＬＵ）（例えば、装填ユニット１６９）を提供し得る。特定の実施形態において、再使用可能な部分は、滅菌されて引き続く外科手術手順において再使用されるために構成され得る。
【００４４】
装填ユニット１６９は、差込接続によって、内視鏡部分１４０に接続可能であり得る。装填ユニット１６９は、装填ユニット１６９の設置部分１６６に接続される関節運動リンクを有し、そしてこの関節運動リンクは、連結棒が第一の長手方向軸Ａ−Ａに沿って遠位−近位方向に並進する際にエンドエフェクタ１６０が関節運動するように、連結棒に接続されることが予測される。エンドエフェクタ１６０を内視鏡部分１４０に接続して関節運動を可能にするための他の手段（例えば、可撓性の管、または複数の旋回可能な部材を備える管）が使用され得る。
【００４５】
装填ユニット１６９は、種々のエンドエフェクタ（例えば、脈管封止デバイス、線形ステープル留めデバイス、円形ステープル留めデバイス、カッターなど）を組み込み得るか、または組み込むように構成され得る。このようなエンドエフェクタは、動力式外科手術用器具１０の内視鏡部分１４０に結合され得る。装填ユニット１６９は、関節運動しない線形ステープル留めエンドエフェクタを備え得る。中間の可撓性シャフトが、ハンドル部分１１２と装填ユニットとの間に備えられ得る。可撓性シャフトの組込みは、身体の特定の領域までおよび／またはこの領域内へのアクセスを容易にし得ることが予測される。
【００４６】
図２を参照すると、本開示の１つの実施形態によるハウジング１１０の拡大図が図示されている。図示される実施形態において、ハウジング１１０は、ハンドル部分１１２を備え、このハンドル部分は、このハンドル部分に配置されたメイン駆動スイッチ１１４を有する。スイッチ１１４は、トグルスイッチとして一緒に形成された第一のスイッチ１１４ａおよび第二のスイッチ１１４ｂを備え得る。ハンドル部分１１２（これは、ハンドル軸Ｈ−Ｈを規定する）は、使用者の指によって把持されるように構成される。ハンドル部分１１２は、掌での把持のために充分なてこ比を提供する人間工学的な形状を有し、これにより、ハンドル部分１１２が操作の間に使用者の手から抜け出ることを防止することを補助する。各スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、使用者の指による押下を容易にするために適切な位置でハンドル部分１１２上に配置されて示されている。
【００４７】
さらに、図１および図２を参照すると、スイッチ１１４ａ、１１４ｂは、駆動モータ２００（図４）の運動を開始および／または停止させるために使用され得る。１つの実施形態において、スイッチ１１４ａは、駆動モータ２００を第一の方向に起動させて発射棒２２０（図６）を遠位方向に進め、これによってアンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とをクランプするように構成される。逆に、スイッチ１１４ｂは、駆動モータ２００を逆方向に起動することによって、発射棒２２０を引き込んでアンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とを開くように構成され得る。この引き込みモードは、機械的ロックアウトを開始し、装填ユニット１６９によるステープル留めおよび切断のさらなる進行を防止する。トグルは、スイッチ１１４ａを起動させるための第一の位置、スイッチ１１４ｂを起動させるための第二の位置、および第一の位置と第二の位置との間のニュートラル位置を有する。器具１０の駆動構成要素の作動の詳細は、以下でより詳細に議論される。
【００４８】
ハウジング１１０（具体的には、ハンドル部分１１２）は、スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂを備える。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、スイッチ１１４ａの底部およびスイッチ１１４ｂの頂部をそれぞれ囲む、リブ様の形状を有し得る。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、スイッチ１１４の不慮の起動を防止する。さらに、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、起動のために増加した圧力を必要とする、高い触覚フィードバックを有する。
【００４９】
１つの実施形態において、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、複数速度（例えば、２以上）の、増分速度スイッチまたは可変速度スイッチとして構成され、このスイッチは、駆動モータ２００および発射棒２２０の速度を、非線形の様式で制御する。例えば、スイッチ１１４ａ、１１４ｂは、感圧性であり得る。この型の制御インターフェースは、駆動構成要素の速度の割合を、より遅くより正確なモードからより速い操作まで次第に増加させることを可能にする。引き込みの不慮の起動を防止するために、スイッチ１１４ｂは、安全装置スイッチが押下されるまで電子的に切断され得る。さらに、第三のスイッチ１１４ｃがまた、この目的で使用され得る。さらに、または代替的に、安全装置は、スイッチ１１４ｂを押下して約１００ミリ秒〜約２秒の所定の時間にわたって保持することによって、解除され得る。次いで、引き込みモードの間にスイッチ１１４ｂが起動（例えば、押下および解放）されて引き込みが停止されるまで、発射棒２２０がその初期位置まで自動的に引き込まれる。スイッチ１１４ｂの解放後にスイッチ１１４ｂを引き続き押下することによって、引き込みが再開される。あるいは、他の実施形態において、発射棒２２０の引き込みは、スイッチ１１４ｂが解放された場合でさえも、完全な引き込みまで続けられ得る。
【００５０】
スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、非線形速度制御回路１１５に結合され、この非線形速度制御回路は、電圧調整回路、可変抵抗回路、またはマイクロエレクトロニックパルス幅変調回路として実施され得る。スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、可変制御デバイス（例えば、加減抵抗器デバイス、複数位置スイッチ回路、直線および／または回転可変変位変換器、直線および／または回転電位差計、光学エンコーダ、強磁性センサ、ならびにホール効果センサ）を変位または起動させることによって、制御回路１１５とインターフェースし得る。このことは、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂの押下に基づいて、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂが駆動モータ２００を複数の速度モードで作動させること（例えば、使用される制御回路１１５の型に依存して、増分的にかまたは次第にのいずれかで、駆動モータ２００の速度を次第に増加させること）を可能にする。
【００５１】
特定の実施形態において、スイッチ１１４ｃもまた備えられ得（図１、図２および図４）、この場合、スイッチ１１４ｃの押下は、クランプから発射への操作モードを機械的および／または電気的に変化させ得る。スイッチ１１４ｃは、ハウジング１１０内に凹んでおり、そして誤った起動を防止するために、高い触覚フィードバックを有する。発射モードを開始するために別の制御スイッチを提供することにより、エンドエフェクタの顎が繰り返し開閉することが可能になり、その結果、器具１０は、スイッチ１１４ｃが押下されるまで把持具として使用され、その後、ステープル留めおよび／または切断を起動させる。スイッチ１１４は、例えば、１つ以上のマイクロエレクトロニック膜スイッチを備え得る。このようなマイクロエレクトロニック膜スイッチは、比較的低い起動力、小さいパッケージサイズ、人間工学的なサイズおよび形状、小さい輪郭、スイッチ上に成型された文字、記号、図および／または印を備える能力、ならびに低い材料費用を有する。さらに、スイッチ１１４（例えば、マイクロエレクトロニック膜スイッチ）は、シールされて、器具１０の滅菌を容易にすることを補助し、そして粒子および／または流体の連絡を防止することを補助し得る。
【００５２】
スイッチ１１４の代替として、またはスイッチ１１４に加えて、他の入力デバイスとしては、音声入力技術が挙げられ得、これは、制御システム５０１（図２０）に組み込まれたハードウェアおよび／またはソフトウェア、あるいはそこに接続された別のデジタルモジュールを備え得る。音声入力技術は、音声認識、音声起動、音声修正および／または埋め込み言語を含み得る。使用者は、器具の作動を、全体にかまたは部分的に、音声命令によって制御することが可能により得、従って、他の器具を操作するために、使用者の片手または両手が自由になる。音声または他の可聴出力もまた、使用者にフィードバックを提供するために使用され得る。
【００５３】
図３を参照すると、ユーザインターフェース１２０を有するハウジング１１０の近位領域１１８が示される。ユーザインターフェース１２０は、スクリーン１２２および複数のスイッチ１２４を備える。ユーザインターフェース１２０は、器具１０の種々の型の作動パラメータ（例えば、「モード」（例えば、回転、関節運動または起動であり、これは、センサを介してユーザインターフェースと通信し得る）、「状態」（例えば、関節運動の角度、回転速度、または起動の型）および「フィードバック」（例えば、ステープルが発射されたか否か））を、器具１０に配置されたセンサにより報告される情報に基づいて表示し得る。
【００５４】
スクリーン１２２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン、プラズマスクリーン、エレクトロルミネセンススクリーンなどであり得る。１つの実施形態において、スクリーン１２２は、スイッチ１２４の必要性を除くタッチスクリーンであり得る。このタッチスクリーンは、使用者が作動フィードバックを見ながら入力を提供することを可能にするために使用され得る。このアプローチは、スクリーン構成要素をシールすることを容易にすることが可能であり得、器具１０の滅菌を補助し得、そして粒子および／または流体の連絡を防止し得る。特定の実施形態において、スクリーンは、使用または作動の間にスクリーンを見ることの柔軟性のために、器具１０に旋回可能または回転可能に（例えば、蝶番または玉継手によって）設置される。
【００５５】
スイッチ１２４は、器具１０の動きを開始および／または停止させるため、ならびに旋回方向、速度および／またはトルクを選択するために使用され得る。少なくとも１つのスイッチ１２４が、種々の設定に優先する緊急モードを選択するために使用され得ることもまた予測される。スイッチ１２４はまた、スクリーン１２２上の種々の選択肢を選択するため（例えば、ユーザインターフェースのメニューをナビゲートして種々の設定を選択しながらプロンプトに応答するため）に使用され、使用者が様々な組織の型、ならびにステープルカートリッジの種々のサイズおよび長さを入力することを可能にし得る。
【００５６】
スイッチ１２４は、マイクロエレクトロニック触覚膜または非触覚膜、ポリエステル膜、エラストマー、種々の形状およびサイズのプラスチックキーまたは金属キーから形成され得る。さらに、スイッチは、互いに異なる高さに位置し得、そして／または隆起した印もしくは他の外見特徴（例えば、凹面または凸面）を備え得、使用者がユーザインターフェース１２０を見る必要なく適切なスイッチを押下することを可能にする。
【００５７】
スクリーン１２４に加えて、ユーザインターフェース１２０は、１つ以上の視覚出力１２３を備え得、これらの視覚出力は、使用者にフィードバックを中継するための１つ以上の着色された可視光または発光ダイオード（「ＬＥＤ」）を備え得る。視覚出力１２３は、視覚出力１２３を識別する番号および／または文字を有する、種々の形状、サイズおよび色の対応するインジケータを備え得る。視覚出力１２３は、ハウジング１１０の頂部に配置され、その結果、出力１２３は、ハウジング１１０に対して上昇して突出しており、これらの出力のより良好な可視性を提供する。
【００５８】
複数の光は、特定の組み合わせで表示されて、特定の作動モードを使用者に示す。１つの実施形態において、視覚出力１２３は、第一の光（例えば、黄色）１２３ａ、第二の光（例えば、緑色）１２３ｂおよび第三の光（例えば、赤色）１２３ｃを備える。これらの光は、以下の表１に列挙されるような特定の作動モードに関連する特定の組み合わせで作動する。
【００５９】
【表１】
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別の実施形態において、視覚出力１２３は、１つの多色ＬＥＤを備え得、この多色ＬＥＤは、表１における第一の光、第二の光および第三の光に関して上で議論されたように作動モードに関連する特定の色を表示する。
【００６０】
ユーザインターフェース１２０はまた、可聴出力１２５（例えば、音、ベル、ブザー、統合スピーカーなど）を備え、種々の状態変化（例えば、弱いバッテリ、空のカートリッジなど）を使用者に通信する。可聴フィードバックは、視覚出力１２３と組み合わせてか、または視覚出力１２３の代わりに使用され得る。可聴フィードバックは、クリック音、スナップ音、ビープ音、ベル音およびブザー音の形態で、１つのパルス列または複数のパルス列として提供され得る。１つの実施形態において、クリック音および／またはスナップ音を複製するシミュレートされた機械音が予め録音され得、この機械音は、機械的ロックアウトおよび従来の非動力式器具の機構により発生される。これにより、このような機械的な音を器具１０の実際の構成要素によって発生させる必要性が排除され、そしてまた、他の手術室設備に通常関連するビープ音または他の電子音の使用を回避し、これによって、外部からの可聴フィードバックとの混同を防止する。
【００６１】
器具１０はまた、ハウジング１１０内の触覚機構（明白には示されない）によって、触覚フィードバックまたは振動フィードバックを提供し得る。触覚フィードバックはまた、聴覚フィードバックおよび視覚フィードバックと組み合わせて使用され得るか、または聴覚フィードバックおよび視覚フィードバックの代わりに使用され得、聴覚フィードバックおよび視覚フィードバックに依存する手術室設備との混同を回避する。触覚機構は、脈動する様式で振動する非同期モータであり得る。１つの実施形態において、これらの振動は、約３０Ｈｚ以上の周波数であり、１．５ｍｍ以下の振幅を有する変位を提供して、この振動の影響が装填ユニット１６９に達することを制限する。
【００６２】
ユーザインターフェース１２０は、異なる色および／または濃さの文を、スクリーンおよび／またはスイッチ上に備え、表示される項目をさらに区別する。視覚フィードバック、聴覚フィードバックまたは触覚フィードバックは、強度を増加または減少され得る。例えば、フィードバックの強度は、器具に対する力が過剰になっていることを示すために使用され得る。
【００６３】
図２〜図４は、関節運動機構１７０を図示し、この関節運動機構は、関節運動ハウジング１７２、動力式関節運動スイッチ１７４、関節運動モータ１３２および手動関節運動ノブ１７６を備える。動力式関節運動スイッチ１７４の並進または主導関節運動ノブ１７６の旋回は、関節運動モータ１３２を起動させ、この関節運動モータは、次に、図５に見られるように、関節運動機構１７０の関節運動歯車２３３を起動させる。関節運動機構１７０の起動は、エンドエフェクタ１６０をその第一の位置（この位置において、長手方向軸Ｂ−Ｂは、長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列している）から、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａに対してある角度で配置される位置まで移動させる。好ましくは、複数の関節運動位置が達成される。動力式関節運動スイッチ１７４もまた、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂによって制御されるようなクランプ機構と類似の非線形速度制御を組み込み得る。
【００６４】
さらに、ハウジング１１０は、スイッチシールド１６９を備え、このスイッチシールドは、羽根様の形状を有し、そしてスイッチ１７４を覆ってハウジング１１０の頂部表面から延びる。スイッチシールド１６９は、スイッチ１７４の不慮の起動を防止し、そして関節運動機構１７０を起動させる目的で、使用者がシールド１６９より下に達することを必要とする。
【００６５】
さらに、関節運動ハウジング１７２および動力式関節運動スイッチ１７４は、回転ハウジングアセンブリ１８０に設置される。第一の長手方向軸Ａ−Ａの周りでの回転ノブ１８２の回転は、ハウジングアセンブリ１８０ならびに関節運動ハウジング１７２および動力式関節運動スイッチ１７４を第一の長手方向軸Ａ−Ａの周りで回転させ、これによって、発射棒２２０の遠位部分２２４およびエンドエフェクタ１６０の、第一の長手方向軸Ａ−Ａの周りでの対応する回転を引き起こす。関節運動機構１７０は、第一の伝導性リング１５７および第二の伝導性リング１５９に電気機械的に結合され、これらの伝導性リングは、図４および図２６に示されるように、ハウジングノーズアセンブリ１５５に配置される。伝導性リング１５７および１５９は、ノーズアセンブリ１５５に溶接および／または圧着され得、そして電源４００と電気的に接触し、これによって、電力を関節運動機構１７０に提供する。ノーズアセンブリ１５５は、モジュール式であり得、そして組み立ての間にハウジング１１０に取り付けられて、これらのリングのより容易な溶接および／または圧着を可能にし得る。関節運動機構１７０は、伝導性リング１５７および１５９と接触する１つ以上のブラシ端子および／またはばね付勢端子を備え、その結果、ハウジングアセンブリ１８０が関節運動ハウジング１７２と共に回転する際に、関節運動機構１７０が伝導性リング１５７および１５９と接触し続け、これによって、電源４００から電力を受容する。
【００６６】
関節運動ハウジング１７２、動力式関節運動スイッチ１７４、手動関節運動ノブ１７６、およびエンドエフェクタ１６０に関節運動を提供することのさらなる詳細は、共有に係る、２００７年３月１５日に出願された米国特許出願番号１１／７２４，７３３（その内容は、その全体が本明細書中に参考として援用される）に詳細に記載されている。ハウジング１１０内に配置され得るリミットスイッチ、接近センサ（例えば、光学および／または強磁性）、直線可変変位変換機およびシャフトエンコーダの任意の組み合わせが、エンドエフェクタ１６０の関節運動角度および／または発射棒２２０の位置を制御および／または記録するために利用され得ることが、予測される。
【００６７】
図４〜図８は、器具１０の種々の内部構成要素を図示する。これらの内部構成要素は、駆動モータ２００、駆動管２１０および発射棒２２０を含み、この発射棒は、近位部分２２２および遠位部分２２４を有する。駆動管２１０は、この駆動管を通って延びる駆動管軸Ｃ−Ｃの周りで回転可能である。駆動モータ２００は、駆動管２１０と機械的に協働するように配置され、そして駆動管２１０を駆動歯車軸Ｃ−Ｃの周りで回転させるように構成される。１つの実施形態において、駆動モータ２００は、電気モータまたは歯車モータであり得、この歯車は、そのハウジング内に組み込まれた歯車装置を備え得る。
【００６８】
ハウジング１１０は、図３に図示されるように、３つの半体１１０ａおよび１１０ｂから形成され得る。これらの２つのハウジング部分半体１１０ａおよび１１ｂは、ボスロケーター１１１においてねじを使用して互いに取り付けられ得、これらのボスロケーターが、ハウジング部分１１０ａと１１０ｂとを整列させる。さらに、ハウジング１１０は、プラスチックから形成され得、そしてハウジング１１０の内部表面に二個取成形プロセスによって適用されたゴム製の支持部材を備え得る。このゴム製の支持部材は、駆動構成要素（例えば、駆動モータ２００）の振動を、器具１０の残りの部分から隔離し得る。
【００６９】
ハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂは、半体１１０ａと１１０ｂとを相互接続するプラスチックの薄いセクション（例えば、一体蝶番）を介して互いに取り付けられ得、半体１１０ａと１１０ｂとを取り壊すことによりハウジング１１０が開かれることを可能にする。
【００７０】
１つの実施形態において、駆動構成要素（例えば、駆動モータ２００、駆動管２１０および発射棒２２０などを含む）は、支持プレート上に設置され得、器具１０が使用された後にこれらの駆動構成要素がハウジング１１０から取り外されることを可能にする。蝶番で接続されたハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂと共に設置するこの支持プレートは、内部構成要素の汚染を制限しながら、特定の内部構成要素の再使用可能性および再利用可能性を提供する。
【００７１】
図４〜図６を参照すると、発射棒継手１９０が図示されている。発射棒継手１９０は、発射棒２２０の近位部分２２２と遠位部分２２４との間の連結を提供する。具体的には、発射棒継手１９０は、発射棒２２０の遠位部分２２４の、発射棒２２０の近位部分２２２に対する回転を可能にする。従って、発射棒継手１９０は、整列プレート３５０に関して以下で議論されるように、発射棒２２０の近位部分２２２が回転不可能なままであることを可能にし、同時に発射棒２２０の遠位部分２２４の回転を可能にする（例えば、回転ノブ１８２の回転の際）。
【００７２】
図６および図７を参照すると、発射棒２２０の近位部分２２２は、ねじ切りされた部分２２６を備え、このねじ切りされた部分は、駆動管２１０の内側をねじ切りされた部分２１２を通って延びる。発射棒２２０と駆動管２１０との間のこの関係は、駆動モータ２００の回転に応答する駆動管２１０の回転の際に、発射棒２２０を遠位および／または近位に、矢印ＤおよびＥの方向で、駆動管２１０のねじ切りされた部分２１２に沿って移動させる。駆動管２１０が第一の方向（例えば、時計回り）に回転すると、発射棒２２０は、図６に図示されるように近位に移動し、発射棒２２０はその最近位の位置に位置する。駆動管２１０が第二の方向（例えば、反時計回り）に回転すると、発射棒２０は、図７に図示されるように遠位に移動し、発射棒２２０は、その最遠位の位置に位置する。
【００７３】
発射棒２２０は、特定の制限内で、遠位および近位に並進可能である。具体的には、発射棒２２０の近位部分２２２の第一の端部２２２ａは、整列プレート３５０と組み合わせて、機械的止めとして働く。すなわち、引き込みの際に、発射棒２２０が近位に併進する場合、図６に示されるように、第一の端部２２２ａは、整列プレート３５０の遠位表面３５１と接触し、これによって、発射棒２２０の引き続く近位への並進を防止する。さらに、近位部分２２２のねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０と組み合わせて、機械的止めとして働く。すなわち、発射棒２２０が遠位に並進する場合、図７に示されるように、ねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０の近位表面３５３と接触し、これによって、発射棒２２０のさらなる遠位への併進を防止する。整列プレート３５０は、この整列プレートを通る開口部分を備え、この開口部分は、非円形の断面を有する。この開口部分の非円形の断面は、発射棒２２０の近位部分２２２の回転を防止し、これによって、発射棒２２０の近位部分２２２がこの開口部分を通って軸方向に並進することを制限する。さらに、近位ベアリング３５４および遠位ベアリング３５６が、駆動管２１０の周りに少なくとも部分的に配置され、駆動管２１０の回転を容易にし、一方で、ハウジング１１０内での駆動管２１０の整列を補助する。
【００７４】
第一の方向（例えば、反時計回り）での駆動管２１０の回転は、発射棒２２０の遠位への併進に対応し、これは、エンドエフェクタ１６０の顎部材１６２、１６４を起動させて、これらの顎部材の間に保持された組織を把持またはクランプする。発射棒２２０のさらなる遠位への並進は、カムバーおよび／または起動そり７４（図９）の起動によって、外科手術用ファスナーをエンドエフェクタ１６０から排出させ、組織を固定する。さらに、発射棒２２０はまた、組織を切断するためのナイフ（明白には示されない）を起動させるように構成され得る。駆動管２１０の第二の方向（例えば、時計回り）での回転に対応する、発射棒２２０の近位への並進は、顎部材１６２、１６４および／またはナイフを起動させて、対応する発射前の位置に引き込むかまたは戻す。エンドエフェクタ１６０の発射および他の起動に関するさらなる詳細は、共有に係る、Ｍｉｌｌｉｍａｎらに対する米国特許第６，９５３，１３９号（‘１３９Ｍｉｌｌｉｍａｎ特許）に詳細に記載されている。その開示は、本明細書中に参考として援用される。
【００７５】
図８は、装填ユニット１６９の分解図を示す。エンドエフェクタ１６０は、駆動梁または駆動部材２６６を有する軸方向駆動アセンブリ２１３によって起動され得る。駆動梁２６６の遠位端は、ナイフ刃を備え得る。さらに、駆動梁２６６は、保持フランジ４０を備え、このフランジは、１対のカム部材４０ａを有し、これらのカム部材は、駆動梁２６６を長手軸方向に進める間に、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４と係合する。駆動梁２６６は、ステープルカートリッジ１６４を通して起動そり７４を長手軸方向に進める。そり７４は、カム楔を有し、このカム楔は、そり７４が進められる際に、カートリッジアセンブリ１６４のスロット内に配置されたプッシャー６８に係合するためのものである。これらのスロット内に配置されたステープル６６は、プッシャー６６によって、組織を通してアンビルアセンブリ１６２に押し付けられるように駆動される。
【００７６】
図１０を参照すると、駆動モータ２００に取り付けられた遊星歯車２０４から延びる駆動モータシャフト２０２が示されている。駆動モータシャフト２０２は、クラッチ３００と機械的に協働する。駆動モータシャフト２０２は、駆動モータ２００によって回転させられ、従って、クラッチ３００の回転を生じる。クラッチ３００は、クラッチプレート３０２およびばね３０４を備え、そしてクラッチプレート３０２に配置された楔形部分３０６を有するように示されている。これらの楔形部分は、駆動管２１０の近位面２１６に配置されたインターフェース（例えば、楔２１４）と嵌合するように構成される。
【００７７】
ばね３０４が、遊星歯車２０４と駆動管２１０との間に図示されている。具体的には、図１０に図示される実施形態によれば、ばね３０４は、クラッチ面３０２とクラッチ座金３０８との間に図示される。さらに、駆動モータ２００および遊星歯車２０４は、モータマウント３１０に設置される。図１０に図示されるように、モータマウント３１０に配置されたスロット３１０およびハウジング１１０に配置された突出部３１４を介して、モータマウント３１０は、ハウジング１１０に対して近位および遠位に調節可能である。
【００７８】
本開示の１つの実施形態において、クラッチ３００は、低トルク一方向クラッチとして実施され、駆動構成要素に対するトルクおよび高い慣性負荷を制限する。クラッチ３００の楔形部分３０６は、クラッチばね３０４によって閾値の力がクラッチプレート３０２に付与されない限り、駆動管２１０の近位面２１６の楔２１４に対して滑るような構成および配置にされる。さらに、ばね３０４が、楔形部分３０６と楔２１４とが滑ることなく係合するために必要な閾値の力を付与する場合、駆動モータ２００の回転の際に、駆動管２１０が回転する。楔形部分３０６および／または楔２１４は、閾値の力が達成されるまで、互いに対して一方向および／または両方向（すなわち、時計回りおよび／または反時計回り）に滑るように構成されることが予測される。
【００７９】
図１１および図１２に図示されるように、クラッチ３００は、一方向クラッチプレート７００を有するように示される。クラッチプレート７００は、スリップ面７０４およびグリップ面７０６を有する、複数の楔形部分７０２を備える。スリップ面７０４は、湾曲した縁部を有し、この湾曲した縁部は、所定の負荷まで、駆動管２１０の楔２１４と係合する。グリップ面７０６は、平坦な縁部を有し、この平坦な縁部は、駆動管２１０と完全に係合し、そして滑りを防止する。クラッチプレート７００が第一の方向（例えば、時計回り）に回転する場合、楔形部分７０２のグリップ面７０６は、滑ることなく楔２１４と係合し、駆動モータ２００からの完全なトルクを提供する。クラッチ面７００が逆方向（例えば、反時計回り）に回転する場合、楔形部分７０２のスリップ面７０４は、楔２１４と係合し、そしてトルクが駆動管２１０に伝達されることを制限する。従って、スリップ面７０４に付与される負荷が限度を超える場合、クラッチ３００は滑り、そして駆動管２１０は回転しない。このことは、エンドエフェクタ１６０または組織に対する高い負荷損傷を防止する。この高い負荷損傷は、駆動構成要素のモーメントおよび動摩擦力に起因して生じする。より具体的には、器具１０の駆動機構は、逆方向よりも低いトルクで前方向に駆動棒２２０を駆動させ得る。一方向クラッチの使用は、この問題を排除する。さらに、以下でより詳細に議論されるように、引き込み（例えば、駆動棒２２０を逆方向に駆動する）の間のモータ電位を増加させるために、電子クラッチもまた使用され得る。
【００８０】
駆動モータシャフト２０２は、Ｄ字型の断面７０８を備え、この断面は、実質的に平坦な部分７１０および丸みを帯びた部分７１２を備える。従って、駆動モータシャフト２０２は、クラッチプレート３０２に対して併進可能であるが、駆動モータシャフト２０２は、駆動モータシャフト２０２の回転の際にクラッチプレート３０２に対して「滑らない」。すなわち、駆動モータシャフト２０２の回転は、クラッチプレート３０２の滑らない回転を生じる。
【００８１】
装填ユニットは、本開示の特定の実施形態によれば、軸方向駆動アセンブリを備え、この軸方向駆動アセンブリは、発射棒２２０と協働して、エンドエフェクタ１６０のアンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とを接近させ、そしてこのステープルカートリッジからステープルを発射する。この軸方向駆動アセンブリは、梁を備え得、この梁は、上で議論されたように、そして‘１３９Ｍｉｌｌｉｍａｎ特許の特定の実施形態に開示されるように、このステープルカートリッジを通って遠位に移動し、そしてステープルが発射された後に引き込まれ得る。
【００８２】
図４を参照すると、器具１０は、電源４００を備え、この電源は、充電可能なバッテリ（例えば、鉛ベース、ニッケルベース、リチウムイオンベースなど）であり得る。電源４００は、少なくとも１つの使い捨てバッテリを備えることが予測される。この使い捨てバッテリは、約９ボルト〜約３０ボルトであり得る。
【００８３】
電源４００は、器具１０の電流負荷の要件に依存して、１つ以上のバッテリセル４０１を備える。さらに、電源４００は、１つ以上のウルトラキャパシタ４０２を備え、これらのウルトラキャパシタは、従来のキャパシタより高いエネルギー密度に起因して、補足的な電力貯蔵手段として働く。ウルトラキャパシタ４０２は、高いエネルギーの引き出しの間、セル４０１と組み合わせて使用され得る。ウルトラキャパシタ４０２は、エネルギーがセル４０１によってゆっくりと提供され得るよりも迅速に所望される／必要とされる場合（例えば、厚い組織をクランプする場合、迅速な発射、クランプなどの場合）に、電力のバーストのために使用され得る。なぜなら、セル４０１は、代表的に、電流が迅速には引き出されない、ドレーンが遅いデバイスであるからである。この構成は、セルに対する電流負荷を低下させ得、これによって、セル４０１の数を減少させる。セル４０１は、ウルトラキャパシタを充電するために、ウルトラキャパシタ４０２に接続され得ることが予測される。
【００８４】
電源４００は、駆動モータ２００と一緒に取り外し可能であり、これらの構成要素の再利用および器具１０の再使用を提供し得る。別の実施形態において、電源４００は、外部バッテリパックであり得、これは、使用者によってベルトおよび／またはハーネスに装着され、そして使用の間、器具１０に配線接続される。
【００８５】
電源４００は、絶縁シールド４０４内に収容され、この絶縁シールドは、吸収性の難燃剤から形成され得る。シールド４０４は、電源４００により発生する熱が器具１０の他の構成要素を加熱することを防止する。さらに、シールド４０４はまた、激しい使用および／または損傷の間にセル４０２から漏出し得る任意の化学物質または流体を吸収するように構成され得る。
【００８６】
電源４００は、電力アダプタ４０６に結合され、この電力アダプタは、外部電源（例えば、直流（ＤＣ）変圧器）に接続されるように構成される。この外部電源は、電源４００を充電するため、またはさらなる電力要求に備えるために使用され得る。電力アダプタ４０６はまた、電気外科発電機とインターフェースするように構成され得、この電気外科発電機は、次いで、器具１０に電力を供給する。この構成において、器具１０はまた、直交両用（ＡＣ−ｔｏ−ＤＣ）電源を備え、この電源は、電気外科発電機からの無線周波数（ＲＦ）エネルギーを変換して器具１０に電力を供給する。
【００８７】
別の実施形態において、電源４００は、誘導充電インターフェースを使用して充電される。電源４００は、ハウジング１００の近位部分内に配置された誘電コイル（明白には示されない）に結合される。電磁場内に配置されると、この誘電コイルは、そのエネルギーを電流に変換し、この電流が次に、電源４００を充電するために使用される。この電磁場は、基地局（明白には示されない）により生成され得、この基地局は、この誘導コイルが電磁場により囲まれるように、ハウジング１１０の近位部分とインターフェースするように構成される。この配置は、外部端子の必要性を排除し、そしてハウジング１１０の近位部分が電源４００および誘導コイルを防水環境（これは、流体および汚染物質への曝露を防止する）内にシールすることを可能にする。
【００８８】
図６を参照すると、器具１０はまた、１つ以上の安全回路（例えば、放電回路４１０）およびモータとバッテリとで作動するモジュール４１２を備える。明瞭にするために、器具１０の種々の電子構成要素を相互接続する配線および他の回路要素は図示されていないが、このような電気機械的接続配線は、本開示により企図される。器具１０の特定の構成要素は、無線通信する。
【００８９】
放電回路４１０は、スイッチ４１４および抵抗負荷４１７に結合され、これらのスイッチおよび抵抗負荷は、電源４００に結合される。スイッチ４１４は、使用者により起動されるスイッチであっても自動（例えば、タイマー、カウンター）スイッチであってもよく、この自動スイッチは、安全かつ低温での廃棄のために（例えば、外科手術手順の終了時に）電源４００が完全に放電されることを必要とする場合に作動する。一旦、スイッチ４１４が作動されると、負荷４１７が電源４００に電気的に接続され、その結果、電源４００の電位が負荷４１７に方向付けられる。自動スイッチは、タイマーまたはカウンターであり得、これは、所定の作動時間の後、または電源４００を放電するための使用の所定の回数の後に、自動的に作動する。負荷４１７は、セル４０１の全てを完全に安全に放電するために充分な所定の抵抗を有する。
【００９０】
モータとバッテリとで作動するモジュール４１２は、１つ以上の熱センサ４１３に結合され、これらの熱センサは、駆動モータ２００および電源４００の内部の温度を決定して、器具１０の安全な作動を確実にする。これらのセンサは、電源４００内の電流の引き出しを決定するための電流計、サーミスタ、サーモパイル、熱伝対、熱赤外線センサなどであり得る。これらの構成要素の温度の監視は、これらの構成要素に付与される負荷の決定を可能にする。これらの構成要素を通って流れる電流の増加は、これらの構成要素の温度の上昇を引き起こす。次いで、温度および／または電流の引き出しのデータは、効率的な様式で電力消費を制御するため、または作動の安全レベルを保証するために使用され得る。
【００９１】
器具１０の安全かつ信頼性のある作動を確実にする目的で、電源４００が信頼性があり、そして／または妥当であること（例えば、厳密な品質および安全性の基準に合うこと）、および所定の温度範囲内で作動することを確実にすることが望ましい。電源４００が妥当であることの確証は、乏しい品質に起因する患者および／または使用者に対する損傷の危険性を最小にする。
【００９２】
図１３を参照すると、１つ以上のバッテリセル４０１、温度センサ４１３および温度センサ４１３に結合された埋め込みマイクロコントローラ４０５を有する電源４００が示される。マイクロコントローラ４０５は、電源４００を認証するために、器具１０のマイクロコントローラ５００（図１４）に有線および／または無線の通信プロトコルによって結合される。一実施形態において、温度センサ４１３は、埋め込みマイクロコントローラ４０５に結合される代わりに、マイクロコントローラ５００に直接結合され得る。温度センサ４１３は、サーミスタ、サーモパイル、熱電対、熱赤外線センサ、抵抗温度検出器、線形アクティブサーミスタ、温度応答性変色ストリップ、バイメタル接触スイッチなどであり得る。温度センサ４１３は、測定した温度を、マイクロコントローラ４０５および／またはマイクロコントローラ５００に報告する。
【００９３】
埋め込みマイクロコントローラ４０５は、図１４に示されるような、マイクロコントローラ５００を用いた所謂呼掛け−応答認証アルゴリズムを実行する。ステップ６３０において、電源４００が器具１０に接続され、そして、器具１０のスイッチがオンにされる。マイクロコントローラ５００は、埋め込みマイクロコントローラ４０５に呼掛け要求を送信する。ステップ６３２において、マイクロコントローラ４０５は、呼掛け要求を解釈して、要求に対する返答信号として応答を生成する。応答としては、無線周波数識別タグまたはマイクロコントローラ４０５のメモリ内に格納される独特のシリアルナンバー、電源４００の独特の電気的測定値（例えば、抵抗、静電容量、インダクタンスなど）のような識別子が挙げられ得る。さらに、応答は、温度センサ４１３により測定される温度を含む。
【００９４】
ステップ６３４において、マイクロコントローラ５００は、応答を復号して識別子および測定した温度を得る。ステップ６３６において、マイクロコントローラ５００は、識別子を、認証識別子の事前に認可されたリストに対して比較することによって、電源４００が識別子に基づいて認証されるかどうかを決定する。識別子が有効でない場合、器具１０は、作動に至らず、ユーザインターフェース１２０によって「バッテリ認証失敗」のメッセージが表示される。識別子が有効である場合、プロセスは、ステップ６４０に進み、このステップにおいて、測定値が所定の動作範囲内であるかどうかを決定するために、測定された温度が解析される。温度が範囲外である場合、器具１０はまた、失敗のメッセージを表示する。したがって、温度が所定の範囲内でありかつ識別子が有効である場合に、ステップ６４２において器具は作動し始め、この作動には、使用者に対して「バッテリ認証」のメッセージを提供することが含まれ得る。
【００９５】
再度図４および５を参照すると、器具１０の機能に関するフィードバック情報を提供するための複数のセンサが示される。その動作段階（例えば、ステープルカートリッジ装填の検出ならびにその状態、関節運動、クランプ留め、回転、ステープル留め、切断および引き戻しなど）を決定するために、任意の組み合わせのセンサが器具１０内に配置され得る。センサは、器具１０の種々の内部構成要素（例えば、発射棒２２０、駆動モータ２００など）の近接、移動または接触により始動され得る。
【００９６】
示される実施形態において、センサは、加減抵抗器（例えば、可変抵抗デバイス）、電流モニタ、導電性センサ、容量センサ、誘導センサ、熱ベースのセンサ、制限始動スイッチ、多位置スイッチ回路、圧力変換器、線形および／または回転式可変変位変換器、線形および／または回転式電位差計、光学エンコーダ、強磁性センサ、ホール効果センサおよび近位スイッチであり得る。センサは、回転、速度、加速度、減速度、線形および／または角度を成す変位、機械的限界（例えば、停止部材（ｓｔｏｐ））の検出などを測定する。これは、器具１０の機械的駆動構成要素上に、線形または回転式の配置で整列される複数のインジケータを提供することによって達成される。次いで、センサは、測定値をマイクロコントローラ５００に送信し、マイクロコントローラ５００が器具１０の動作状態を決定する。さらに、マイクロコントローラ５００はまた、測定されたフィードバックに基づいて、器具１０のモータの速度またはトルクを調整する。
【００９７】
クラッチ３００が図１１および１２に示されるようなスリップクラッチとして提供される実施形態において、線形変位センサ（例えば、線形変位センサ２３７）は、正確な測定値を提供するために、クラッチ３００の遠位に位置決めされる。この構成において、クラッチ３００のすべり量は、センサにより記録される位置、速度および加速度の測定値に影響を与えない。
【００９８】
図４を参照すると、装填スイッチ２３０が、関節運動ハウジング１７２内に配置される。スイッチ２３０は、直列にスイッチ１１４と接続され、装填ユニット１６９が器具１０内へと適切に装填されるまで、器具１０の始動を防止する。装填ユニット１６９が器具１０内に装填されない場合、主電源スイッチ（例えば、スイッチ１１４）が開放され、それによって、器具１０のあらゆる電子的または電気的構成要素の使用を防止する。これはまた、電源４００からのあらゆる可能な電流の引き出しを防止し、電源４００がその特定の貯蔵寿命にわたり最大の電位を維持することを可能にする。
【００９９】
したがって、スイッチ２３０は、所謂「締め出し」スイッチとして機能し、器具１０の誤った始動を防止する。というのも、このスイッチは、外からの操作ができず、装填ユニット１６９の挿入によってのみ始動され得るからである。スイッチ２３０は、装填ユニット１６９が内視鏡部分１４０内に挿入されるときに、プランジャまたはセンサ管を移動させることによって始動される。一度スイッチ２３０が始動されると、電源４００からの電力が、器具１０の電子的構成要素（例えば、センサ、マイクロコントローラ５００など）に供給され、使用者に、ユーザインターフェース１２０および他の入力／出力へのアクセスを提供する。これはまた、視覚出力１２３を始動して、装填ユニット１６９が適切に装填されたかどうかを示す光の組み合わせに従って点灯し、適切に装填される場合、表１に記載されるように、全ての光が消灯する。
【０１００】
より具体的には、図１８および１９に示されるように、内視鏡部分１４０は、内部にセンサプレート３６０を備え、このセンサプレート３６０は、センサ管（これもまた内視鏡部分１４０内で、かつ発射棒２２０の遠位部分２２４の周りに配置される）と機械的に接触している。発射棒２２０の遠位部分２２４は、センサキャップ３６４の遠位端において開口部３６８を通過する。センサキャップ３６４は、ばねを備え、スイッチ２３０と接する。このことは、開口部３６８を通過することなく、センサキャップ３６４の遠位端上に静止しているセンサ管３６２に対して、センサキャップ３６４が付勢されることを可能にする。センサ管３６２を付勢すると、それに従って、センサプレート３６０が押し出される。
【０１０１】
装填ユニット１６９が内視鏡部分１４０内に装填されると、近位部分１７１がセンサプレート３６０と接して、プレート３６０を近位方向に移動させる。センサプレート３６０は、次いで、センサ管３６２を近位方向に押し、次いで、センサキャップ３６４に圧力を加え、それにより、ばね３６６を圧縮して、スイッチ２３０を始動させ、装填ユニット１６９が適切に挿入されたことを示す。
【０１０２】
一度装填ユニット１６９が内視鏡部分内に挿入されると、スイッチ２３０はまた、装填ユニット１６９がその位置に基づいて正確に装填されたかどうかを決定する。装填ユニット１６９が不適切に装填される場合、スイッチ１１４は始動されず、そして、ユーザインターフェース１２０を介してエラーコードが使用者に中継される（例えば、表１に記載されるように、全ての光が消灯する）。装填ユニット１６９がすでに発射されている場合、任意の機械的締め出しが前もって始動されている場合、または、ステープルカートリッジが使用された場合、器具１０は、ユーザインターフェース１２０を介してエラーを中継する（例えば、第一の光１２３ａが点滅する）。
【０１０３】
一実施形態において、主スイッチ１１４に結合された第二の締め出しスイッチ２５９（図４）は、バイオインピーダンス、キャパシタンス、または圧力のセンサとして、器具１０内に提供され得、使用者が器具１０を把持するときに始動されるように構成されたハンドル部分１１２の上面上に配置される。したがって、器具１０が適切に把持されるまでは、スイッチ１１４の動作は不可能である。
【０１０４】
図６を参照すると、器具１０は、発射棒２２０の現在の線形位置を決定および出力するための位置計算機４１６を備える。位置計算機４１６は、線形変位センサ２３７に電気的に接続され、そして、回転速度検出装置４１８は、駆動モータ２００に結合される。装置４１８は、駆動モータ２００の回転に応答して、２以上のエンコーダパルス信号を生成するために、モータに結合されたエンコーダ４２０を備える。エンコーダ４２０は、装置４１８にパルス信号を送信し、次いで、この装置４１８が、駆動モータ２００の回転速度を決定する。その後、位置計算機４１６が、駆動モータ２００の回転速度に基づいて発射棒の線形の速度および位置を決定する。なぜならば、回転速度は、発射棒２２０の線形速度に対し正比例するからである。位置計算機４１６および速度計算機４２２は、マイクロコントローラ５００に結合され、このマイクロコントローラ５００は、計算機４１６および４２２からの検知されたフィードバックに応答して、駆動モータ２００を制御する。この構成は、図２０に関して以下により詳細に考察される。
【０１０５】
器具１０は、発射棒２２０上に配置される第一のインジケータ３２０ａおよび第二のインジケータ３２０ｂを備え、これらのインジケータは、駆動管２１０および／またはハウジング１１０に関して、発射棒２２０の速度と発射棒２２０の位置とを決定する。例えば、制限スイッチ（例えば、シャフトの開始位置センサ２３１およびクランプ位置センサ２３２）は、第一のインジケータ３２０ａおよび／または第二のインジケータ３２０ｂ（例えば、こぶ、溝、刻み目など）の通過を検知することによって作動され、それによって、発射棒２２０の位置、発射棒２２０の速度、および器具１０のモード（例えば、クランプ、把持、発射、シーリング、切断、引き戻し）を決定し得る。さらに、第一のインジケータ３２０ａおよび第二のインジケータ３２０ｂから受信されるフィードバックは、内視鏡部分１４０に取り付けられる特定の装填ユニットの大きさに依存して、発射棒２２０がその軸方向の動きを停止すべきとき（例えば、駆動モータ２００が停止すべきとき）を決定するために使用され得る。
【０１０６】
より具体的には、発射棒２２０がその静止（例えば、開始）位置から遠位方向に動かされるとき、位置センサ２３１の第一の始動は、第一のインジケータ３２０ａによって作動され、これは、器具１０の動作が開始したことを示す。動作が継続する場合、発射棒２２０は、さらに遠位へと動かされて、クランプを開始し、第一のインジケータ３２０ａを動かして、クランプ位置センサ２３２と直接連結させる。発射棒２２０をさらに進めると、第二のインジケータ３２０ｂが動かされて、位置センサ２３２と直接連結され、これは、器具１０が発射されたことを示す。
【０１０７】
上述のように、位置計算機４１６は、発射棒２２０に隣接して配置される線形変位センサ２３７に結合される。一実施形態において、線形変位センサ２３７は、磁気センサであり得る。発射棒２２０は、磁性を与えられても、内部に磁性物質を備えていてもよい。磁気センサは、強磁性センサまたはホール効果センサであり得、磁場の変化を検出するように構成される。駆動モータ２００の回転に起因して発射棒２２０が線形に平行移動されるとき、平行移動の動作に応答した磁場の変化が、磁気センサにより記録される。磁気センサは、磁場の変化に関するデータを位置計算機４１６に通信し、次いで、磁場データの関数としての発射棒２２０の位置を決定する。
【０１０８】
一実施形態において、発射棒２２０の選択された部分に磁性が与えられ得る。例えば、内部にねじ切りされた部分２１２のねじ、または発射棒２２０上に配置された他のノッチ（例えば、インジケータ３２０ａおよび／または３２０ｂ）は、磁性物質を備えていても、磁性物質から作製されてもよい。このことは、発射棒２２０の磁性を与えられた部分が線形に平行移動されるときに、磁場の周期的な変動を、ねじの不連続の平行移動の各々と相関させることを可能にする。その後、位置計算機４１６は、磁場の周期的な変化の数を合計し、ねじおよび／またはノッチ間の所定の距離でこの合計を乗じることによって、発射棒２２０の距離および位置を決定する。
【０１０９】
一実施形態において、線形変位センサ２３７は、電位差計または加減抵抗器であり得る。発射棒２２０は、線形変位センサ２３７と電気機械的に接触して配置される接点（例えば、ワイパ型端子）を備える。接点は、発射棒２２０が駆動モータ２００によって遠位方向に動かされるとき、線形変位センサ２３７の表面に沿ってスライドする。接点が電位差計および／または加減抵抗器を横切ってスライドするとき、電位差計の電圧および加減抵抗器の抵抗がそれに伴って変化する。こうして、電圧および抵抗の変化が位置計算機４１６に送信され、次いで、発射棒２２０および／または発射棒継手１９０が動く距離ならびにその位置を推定する。
【０１１０】
一実施形態において、位置計算機４１６は、一以上のスイッチ４２１に結合され、これらのスイッチは、発射棒２２０および発射棒継手１９０が遠位方向に動かされるときに、内部にねじ切りされた部分２１２のねじまたはインジケータ３２０ａおよび／もしくは３２０ｂによって始動される。位置計算機４１６は、スイッチ４２１を作動したねじの数をカウントし、次いで、この数を、ねじまたはインジケータ３２０ａおよび／もしくは３２０ｂ間の所定の距離で乗じる。
【０１１１】
器具１０はまた速度計算機４２２を備え、この速度計算機は、線形に動く発射棒２２０の現在の速度、および／または、駆動モータ２００により提供されるトルクを決定する。速度計算機４２２は、線形変位センサ２３７に接続され、これにより、速度計算機４２２が、その変位の変化の速度に基づいて発射棒２２０の速度を決定することを可能にする。
【０１１２】
速度計算機４２２は、回転速度検出装置４２４に結合され、この回転速度検出装置は、エンコーダ４２６を備える。エンコーダ４２６は、駆動モータ２００の回転に相関するパルスを伝達し、次いで、速度計算機４２２がこのパルスを用いて、発射棒２２０の線形速度を計算する。別の実施形態において、速度計算機４２２は、回転センサ２３９に結合され、回転センサは、駆動管２１０の回転を検出し、こうして、駆動管２１０の回転速度を測定し、発射棒２２０の線形速度の決定を可能にする。
【０１１３】
速度計算機４２２はまた、電圧センサ４２８に結合され、電圧センサは、駆動モータ２００内に誘導される逆起電力（「ＥＭＦ」）を測定する。駆動モータ２００の逆ＥＭＦ電圧は、駆動モータ２００の回転速度に対し正比例しており、これは、上述のように、発射棒２２０の線形速度を決定するために使用される。
【０１１４】
駆動モータ２００の速度の監視はまた、一定の電流条件下でその末端を横切る電圧を測定することによって達成され得る。駆動モータ２００の負荷を増すと、モータの末端にかかる電圧が減少し、これは、直接的には、モータの速度の減少と関連している。こうして、駆動モータ２００を横切る電圧を測定することで、駆動モータにかかる負荷の決定が提供される。さらに、経時的な電圧の変化（ｄＶ／ｄｔ）を監視することによって、マイクロプロセッサ５００は、電圧の急な低下を検出し得、これは、負荷の大きな変化、または、駆動モータ２００および／もしくは電源４００の温度上昇と相関する。
【０１１５】
さらなる実施形態において、速度計算機４２２は、電流センサ４３０（例えば、電流計）に結合される。電流センサ４３０は、駆動モータ２００に結合された並列抵抗器４３２と電気的に通信する。電流センサ４３０は、抵抗器４３２を横切る電圧の低下を測定することによって、駆動モータ２００によって引かれる電流を測定する。駆動モータ２００に電力を供給するために使用される電流は、駆動モータ２００の回転速度に比例し、したがって、発射棒２２０の線形速度に比例するので、速度計算機４２２は、駆動モータ２００が引く電流に基づいて発射棒２２０の速度を決定する。
【０１１６】
速度計算機４２２はまた、電源４００内の電圧を決定し、それによって、電源から直接引かれる電力を計算するために、第二の電圧センサ（はっきりとは示されない）に結合され得る。さらに、駆動モータ２００により適用されるトルクの大きな増加に応答した、測定値の急な上昇を検出するために、経時的な電流の変化（ｄＩ／ｄｔ）が監視され得る。このように、電流センサ４３０は、駆動モータ２００の速度および負荷を決定するために使用される。
【０１１７】
さらに、速度計算機４２２により測定される発射棒２２０の速度は、次いで、駆動モータ２００が適切に動作しているかどうかを決定するために、駆動モータ２００に引かれる電流と比較され得る。すなわち、引かれる電流が発射棒２２０の速度（例えば、遅い）と対応しない（例えば、大きい）場合、モータ２００は不調である（例えば、ロックされているか、失速されている、など）。失速した状況が検出される場合、または、引かれる電流が所定の制限を超える場合、位置計算機４１６は、発射棒２２０が機械的な停止位置にあるかどうかを決定する。この場合、マイクロコントローラ５００は、器具１０をロック解除し、そして発射棒２２０を引き戻すために、駆動モータ２００をシャットダウンし得るか、または、パルスモードおよび／もしくはポーズモード（例えば、駆動モータ２００への電力の不連続な供給）に入り得る。
【０１１８】
一実施形態において、速度計算機４２２は、回転センサ２３９により検出される駆動管２１０の回転速度と、回転速度検出装置４２４からの測定に基づく駆動モータ２００の回転速度とを比較する。この比較により、クラッチ３００の回転と駆動管２１０の回転との間に相違が存在する場合に、クラッチの作動上の問題（例えば、滑り）があるかどうかを、速度計算機４２２が決定することが可能となる。滑りが検出される場合、位置計算機４１６は、発射棒２２０が機械的な停止位置にあるかどうかを決定する。この場合、マイクロコントローラ５００は、器具１０をシャットダウンし得るか、または、パルスモードおよび／もしくはポーズモード（例えば、駆動モータ２００への電力の不連続な供給）に入り得るか、または、発射棒２２０を引き戻し得る。
【０１１９】
発射棒２２０および他の駆動構成要素の線形および／または回転の変位に加えて、器具１０はまた、エンドエフェクタ１６０の関節運動を検出するように適合されたセンサを備える。図４を参照すると、器具１０は、シャフトの開始位置センサ２３１によって検出される、手順の開始時の、回転ハウジングアセンブリ１８０の開始位置、回転方向および角方向の変位を示すように適合された回転センサ２４１を備える。回転センサ２４１は、回転ノブ１８２の内面上に配置されるインジケータの数をカウントすることによって動作し、この数に対応する分だけ、回転ノブ１８２が回転されたことになる。次いで、このカウントはマイクロコントローラ５００に送信され、次いで、マイクロコントローラが内視鏡部分１４２の回転位置を決定する。これは、マイクロコントローラ５００へと、無線的に、または、内視鏡部分およびワイヤの電気的接続によって通信され得る。
【０１２０】
器具１０はまた、関節運動センサ２３５を備え、このセンサは、エンドエフェクタ１６０の関節運動を決定する。関節運動センサ２３５は、関節運動歯車２３３上に配置されたインジケータ２６３の数をカウントし、この数に対応する分だけ、関節運動ノブ１７６がその０°の位置、すなわち、図３に示されるような、関節運動ノブ１７６の中心の位置、したがって、エンドエフェクタ１６０の中心の位置から回転された。０°の位置は、これもまた関節運動歯車２３３上に配置される中央の唯一のインジケータ２６５により示され得、これは、エンドエフェクタ１６０の第一の位置に対応し、この位置では、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列する。次いで、このカウントはマイクロコントローラ５００に送信され、次いで、マイクロコントローラがエンドエフェクタ１６０の関節運動位置を決定し、そして、インターフェース１２０を介して関節運動の角度を報告する。
【０１２１】
さらに、関節運動の角度は、いわゆる「自動停止」モードに使用され得る。この動作モードの間、器具１０は、エンドエフェクタ１６０がその中心の第一の位置にあるときに、エンドエフェクタ１６０の関節運動を自動的に停止させる。すなわち、長手方向軸Ｂ−Ｂが、長手方向軸Ａ−Ａに対してある角度に配置される位置から、第一の位置に向けて、エンドエフェクタ１６０が関節運動されるとき、その関節運動は、長手方向軸Ｂ−Ｂが、長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列されるときに停止される。この位置は、中心のインジケータに基づいて、関節運動センサ２３５により検出される。このモードは、使用者がエンドエフェクタ１６０を手動で整列させる必要なく、内視鏡部分１４０が引き抜かれることを可能にする。
【０１２２】
図１を参照すると、本開示は、装填ユニット識別システム４４０を提供し、これは、器具１０が装填ユニット１６９を識別し、そして、その動作状態を決定することを可能にする。この識別システム４４０は、器具１０に、ステープルの大きさ、カートリッジの長さ、装填ユニット１６９のタイプ、カートリッジの状態、適切な係合などに関する情報を提供する。この情報は、器具が、種々の長さのステープルカートリッジについて、クランプの力、クランプおよび発射の速度、ならびに、ストロークの終点を調節することを可能にする。
【０１２３】
装填ユニット識別システム４４０はまた、特定のエンドエフェクタ１６０を動作させるための、速度、電力、トルク、クランプ、移動距離および強度の限界を含む種々の情報を決定し、これらの情報を、器具１０（例えば、図２０に示される制御システム５０１）に通信するように適合され得る。制御システム５０１はまた、動作モードを決定し、そして、電圧、クラッチばねの負荷、および構成要素の移動についての停止点を調節し得る。より具体的には、識別システムは、制御システム５０１またはその内部の受信機と通信する（例えば、無線で、赤外線信号を介して、など）エンドエフェクタ１６０内に配置される構成要素（例えば、マイクロチップ、エミッターまたは送信機）を備え得る。また、発射棒２２０が、制御システム５０１とエンドエフェクタ１６０との間を連絡するための導管として機能するように、信号が発射棒２２０を介して送信され得ることが想定される。別の実施形態において、信号は、フィードバック制御装置６０３（図２１〜２３）のような中間インターフェースを通じて送信され得る。
【０１２４】
一例として、上述のセンサは、ステープルがステープルカートリッジから発射されたかどうか、ステープルが完全に発射されたかどうか、梁がステープルカートリッジを通して近位に引き戻されたかどうかとその程度、ならびに、装填ユニットの動作に関する他の情報を決定するために使用され得る。本開示の特定の実施形態において、装填ユニットは、器具１０に装填される装填ユニットおよび／またはステープルカートリッジのタイプを識別するための構成要素（赤外線、セルラーまたは無線周波数の識別チップを含む）を組み込む。装填ユニットおよび／またはステープルカートリッジのタイプは、フィードバック、制御および／または在庫分析を提供するために、制御システム５０１内の付随する受信機、または、手術室内の外部デバイスによって受信され得る。
【０１２５】
情報は、装填ユニット１６９と器具１０との間の種々の通信プロトコル（例えば、有線または無線）を介して、器具１０へと送信され得る。情報は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、不揮発性メモリ、無線周波数識別タグ、ならびに光、色、変位、磁気、電気、２進法、および交番２進コード（例えば、コンダクタンス、抵抗、キャパシタンス、インピーダンス）のような種々のタイプの識別子において、装填ユニット１６９内に格納され得る。
【０１２６】
一実施形態において、装填ユニット１６９および器具１０は、それぞれ、対応する無線トランシーバー、識別子４４２および呼掛け機４４４を備える。識別子４４２は、装填ユニット１６９に関する種々の識別および状態の情報を格納するために、メモリを備えるか、または、マイクロコントローラに結合され得る。一度装填ユニット１６９が器具１０に結合されると、器具１０は、識別コードについて、呼掛け機４４４を介して識別子４４２に呼掛ける。呼掛けに応答して、識別子４４２は、装填ユニット１６９に対応する識別コードを返答する。動作中、一度識別が行われると、識別子４４２は、器具１０に、装填ユニット１６９の状態に関する最新情報（例えば、機械および／または電気的な不調、位置、関節運動など）を提供するように構成される。
【０１２７】
識別子４４２および呼掛け機４４４は、以下のような通信プロトコルのうち１つ以上を用いて、互いに通信するように構成される：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標）無線ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ  ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１  ＩＥＥＥおよび他の無線通信、赤外線通信、ＵＨＦ通信、ＶＨＦ通信など。一実施形態において、トランシーバーは、トランシーバーの呼掛け機４４４の能力に依存して、能動的または受動的のいずれかの、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであり得る。
【０１２８】
図１５ＡおよびＢは、種々のタイプの識別デバイスを有する、装填ユニット１６９のさらなる実施形態を示す。図１５Ａを参照すると、電気的識別子１７３を有する装填ユニット１６９の近位端１７１が示される。識別子１７３は、１以上の抵抗器、キャパシタ、誘導子を備え得、そして、内視鏡部分１４０の遠位端に配置された対応する電気的な接点１８１に結合される。この接点としては、内視鏡部分内に配置された、スリップリング、ブラシおよび／または固定接点が挙げられ得る。識別子１７３は、装填ユニット１６９のいかなる位置にも配置され得、そして、フレキシブル回路もしくは固定回路上に形成されても、装填ユニット１６９の表面上に直接描かれてもよい。
【０１２９】
装填ユニット１６９が内視鏡部分１４０に結合される場合、接点は、電気的識別子１７３を介してわずかな電流を加える。呼掛け機の接点もまた、対応する電気的センサを備え、このセンサは、識別子１７３の抵抗、インピーダンス、キャパシタンスおよび／またはインダクタンスを測定する。識別子１７３は、独特の電気的特性（例えば、抵抗、キャパシタンス、インダクタンスなど）を有し、これは、装填ユニット１６９の識別コードに対応し、従って、その電気的特性が決定されると、器具１０は、その測定された特性に基づいて、装填ユニット１６９を識別する。
【０１３０】
一実施形態において、識別子１７３は、識別コードにより装填ユニット１６９を識別する所定の独特の磁気パターンを組み込んだ、交番２進コードの磁石および／または鉄製のノードのような磁気識別子であり得る。磁気識別子は、内視鏡部分１４０の遠位端に配置された磁気センサ（例えば、強磁性センサ、ホール効果センサなど）を介して読み取られる。磁気センサは、器具１０に磁気データを送信し、次いで、器具１０が、装填ユニット１６９を識別する。
【０１３１】
図１５Ｂは、１以上の突出部１７５を有する装填ユニット１６９の近位端１７１を示す。突出部１７５は、種々の寸法の、ディボット、こぶ、ストリップなどのような任意の形状であり得る。突出部１７５は、内視鏡部分１４０の近位セグメント内に配置される、対応する変位センサ１８３と直接連結する。センサは、突出部１７５が内視鏡部分内に挿入されるときに移動される。変位量がセンサにより解析され、そして、識別データへと変換され、器具１０が、ステープルの大きさ、カートリッジの長さ、装填ユニット１６９のタイプ、適切な係合などを決定することを可能にする。変位センサは、スイッチ、接点、磁気センサ、光学センサ、可変抵抗器、ばね負荷され得る線形可変変位変換器および回転可変変位変換器であり得る。スイッチは、その作動状態に基づいて器具１０に２進コードを送信するように構成される。より具体的には、いくつかの突出部１７５は、スイッチのいくつかを選択的に作動させるのに十分な距離に延び、それによって、突出部１７５の組み合わせに基づいた独特のコードを生成する。
【０１３２】
別の実施形態において、突出部１７５は、色でコード化され得る。変位センサ１８３は、突出部１７５の色を決定し、その色に基づいて装填ユニット１６９の一以上の特性を測定し、そして、器具１０に情報を送信するように構成された色センサを備える。
【０１３３】
図１６は、装填ユニット１６９を識別し、そして、装填ユニット１６９に関する状態の情報を器具１０に提供するための方法を示す。ステップ６５０において、装填ユニット１６９が器具１０内に適切に装填されたかどうかが決定される。これは、識別子１７３および／または突出部１７５との接触が生じたかどうかを検出することによって決定され得る。装填ユニット１６９が適切に装填された場合、ステップ６５２において、装填ユニット１６９は、準備完了状態であることを器具１０と通信する（例えば、視覚出力１２３の第一の光が点灯する）。
【０１３４】
６５４において、器具１０は、装填ユニット１６９が以前に発射されたかどうかを確認する。識別子４４２は、以前に発射された状態を示す値を記憶する。装填ユニット１６９が発射された場合、ステップ６５６において、器具１０は、エラー応答を提供する（例えば、視覚出力１２３の第一の光が点滅する）。装填ユニット１６９が発射されていない場合、ステップ６５８において、装填ユニット１６９は、識別システム４４０を介して、器具１０に識別および状態の情報を提供する（例えば、第一の光が点灯する）。装填ユニット１６９が発射されたかどうかの決定は、ステップ６６４に関して以下により詳細に考察されるように、識別子４４２のメモリ内に保存された、「以前に発射された」という信号に基づいてなされる。ステップ６６０において、器具１０は、装填ユニット１６９から受信した情報に応じて、その動作パラメータを調節する。
【０１３５】
使用者は、ステップ６６２において、器具１０を介して外科手順を行う。一度手順が完了し、装填ユニット１６９が発射されると、器具１０は、「以前に発射された」という信号を装填ユニット１６９に送信する。ステップ６６４において、装填ユニット１６９は、ステップ６５４に関して考察されるように、器具１０による将来的な呼掛けのために、識別子４４２のメモリ内に「以前に発射された」という信号を保存する。
【０１３６】
図１７を参照すると、装填ユニット１６９は、把持される対象物のタイプを検出し、こうして非組織対象物および対象物の組織のタイプを認識するために、エンドエフェクタ１６０内に配置される一以上の組織センサを備える。センサはまた、エンドエフェクタ１６０の顎部材間を通過する血流の量を決定するように構成される。より具体的には、第一の組織センサ１７７は、アンビルアセンブリ１６２の遠位部分に配置され、そして、第二の組織センサ１７９は、カートリッジアセンブリ１６４の遠位部分に配置される。センサ１７７および１７９は、識別子４４２に結合され、器具１０のマイクロコントローラ５００にセンサのデータを通信することを可能にする。
【０１３７】
センサ１７７および１７９は、その間に一以上のアレイまたは周波数の、磁場および／または波動を生じるように適合される。センサ１７７および１７９は、音響デバイス、超音波デバイス、強磁性デバイス、ホール効果センサ、レーザデバイス、赤外線デバイス、無線周波数デバイス、または圧電性デバイスであり得る。センサ１７７および１７９は、空気、体液および種々のタイプのヒト組織のような一般に存在する物質を無視し、そして、特定のタイプの外来物質を検出するために調整される。外来物質は、骨、腱、軟骨、神経、大動脈、およびセラミック、金属、プラスチックなどのような、非組織物質であり得る。
【０１３８】
センサ１７７および１７９は、センサにより生成される磁場信号の吸収、反射および／またはフィルタリングに基づいて、アンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４との間を通過する外来物質を検出する。物質が信号を減少または反射し、その結果、その物質が調整範囲外となり、そしてそれゆえに外来である場合、センサ１７７および１７９は、マイクロコントローラ５００に干渉情報を送信し、次いで、マイクロコントローラ５００がエンドエフェクタ１６０により把持される物質のタイプを決定する。この決定は、種々のタイプの物質およびそれに伴う干渉範囲を列挙するルックアップ表と、干渉信号とを比較することによってなされ得る。マイクロコントローラ５００は、次いで、把持される外来物質ならびにその識別を使用者に警告する。これは、使用者が、外来物質を含む領域を通したクランプ、切断またはステープル留めを防ぐことを可能にする。
【０１３９】
図２０は、制御システム５０１を図示し、この制御システムは、マイクロコントローラ５００（これは、位置計算機４１６および速度計算機４２２に結合されている）、装填ユニット識別システム４４０、ユーザインターフェース１２０、駆動モータ２００、ならびにデータ格納モジュール５０２を備える。さらに、マイクロコントローラ５００は、種々のセンサ（例えば、第一の組織センサ１７７および第二の組織センサ１７９、装填スイッチ２３０、シャフト開始位置センサ２３１、クランプ位置センサ２３２、関節運動センサ２３５、直線移動センサ２３７、回転センサ２３９、発射棒回転センサ２４１、モータとバッテリとで作動するモジュール４１２、回転速度検出装置４１８、スイッチ４２１、電圧センサ４２８、電流センサ４３０、呼掛け機４４４など）に直接結合され得る。
【０１４０】
マイクロコントローラ５００は、内部メモリを備え、この内部メモリは、器具１０の作動および機能を制御するための１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を格納する。マイクロコントローラ５００は、ユーザインターフェース１２０からの入力データを処理し、そしてこの入力に応答して、器具１０の作動を調節する。器具１０の調節としては、器具１０の電源をオンまたはオフにすること、電圧調整または電圧パルス幅変調による速度制御、デューティーサイクルを低下させることによるトルク制限、あるいは電圧をオンとオフとでパルス化して所定の時間の間の平均電流送達を制限することが挙げられる。
【０１４１】
マイクロコントローラ５００は、ユーザフィードバックモジュール５０４を介してユーザインターフェース１２０に結合される。このユーザフィードバックモジュールは、器具１０の作動パラメータの情報をユーザに与えるように構成される。ユーザフィードバックモジュール５０４は、作動データをスクリーン１２２に出力するようにユーザインターフェース１２０に指示する。具体的には、センサからの出力は、マイクロコントローラ５００に伝達され、次にこのマイクロコントローラは、この出力に応答して、このユーザが器具１０についての特定のモード、速度または機能を選択することを指示するフィードバックをユーザに送る。
【０１４２】
装填ユニット識別システム４４０は、マイクロコントローラ５００に、エンドエフェクタが装填ユニット上にあることを指示する。１つの実施形態において、制御システム５０１は、発射棒２２０および／またはエンドエフェクタ１６０に付与される力に関する情報を格納し得、その結果、装填ユニット１６９が識別される場合、マイクロコントローラ５００は、器具１０についての作動パラメータを自動的に選択する。このことは、発射棒２２０に付与される力の制御を可能にし、これによって、発射棒２２０は、その時点で使用されている装填ユニット上にある特定のエンドエフェクタ１６０を駆動し得る。
【０１４３】
マイクロコントローラ５００はまた、位置計算機４１６および速度計算機４２２ならびに他のセンサからの計算値を分析して、発射棒２２０の実際の位置および／または速度、ならびに器具１０の構成要素の作動状態を決定する。この分析は、計算機４１６および４２２から感知されたフィードバック信号を解析して、この感知された信号に応答して、発射棒２２０および器具１０の他の構成要素の移動を制御することを包含し得る。マイクロコントローラ５００は、いったん、発射棒２２０が位置計算機４１６により報告された所定の地点を超えて移動すると、発射棒２２０の移動を制限するように構成される。器具１０を制御するためにマイクロコントローラ５００によって使用され得るさらなるパラメータとしては、モータおよび／またはバッテリの温度、残りのサイクルおよび使用されたサイクルの数、残っているバッテリ寿命、組織の厚さ、エンドエフェクタの電流の状態、送信および受信、外部デバイスの接続状態などが挙げられる。
【０１４４】
１つの実施形態において、器具１０は、種々のセンサを備える。これらのセンサは、電流（例えば、電流計）、電圧（例えば、電圧計）、接近（例えば、光学センサ）、温度（例えば、熱電対、サーミスタなど）、および力（例えば、ひずみゲージ、ロードセルなど）を測定して、装填ユニット１６９に対する負荷状態を決定するように構成される。器具１０の作動の間、接近プロセス中および発射プロセス中に器具１０によって標的組織に付与される力を知ることが望ましい。異常な負荷（例えば、所定の負荷範囲外）は、器具１０および／またはクランプされた組織に関する問題を示し、このことは、使用者に通信される。
【０１４５】
負荷状態の監視は、以下の方法のうちの１つ以上によって実施され得る：駆動モータ２００の速度を監視すること、モータによって付与されるトルクを監視すること、顎部材１６２と１６４との接近、器具１０の構成要素の温度を監視すること、ひずみセンサ１８５（図６）による発射棒２２０および／または器具１０の負荷を受ける他の構成要素に対する負荷の測定。速度およびトルクの監視は、図６および速度計算機４２２に関して上で議論されている。
【０１４６】
顎部材１６２と１６４との間の距離の測定もまた、エンドエフェクタ１６０および／または器具１０に対する負荷状態を示し得る。多量の力が顎部材１６２および１６４に付与される場合、これらの顎部材は、外向きに撓む。顎部材１６２および１６４は、正常な作動の間は互いに対して平行であるが、変形する間、これらの顎部材は互いに対してある角度を有する。従って、顎部材１６２と１６４との間の角度の測定は、これらの顎部材に付与される負荷に起因するこれらの顎部材の変形の決定を可能にする。これらの顎部材は、図１７に示されるように、ひずみゲージ１８７および１８９を備えて、これらの顎部材に付与される負荷を直接測定し得る。あるいは、１つ以上の接近センサ１９１および１９３が、顎部材１６２および１６４の遠位先端に位置し、これらの顎部材の間の角度を測定し得る。次いで、これらの測定値は、マイクロコントローラ５００に送信され、このマイクロコントローラは、これらの角度測定値および／またはひずみ測定値を分析し、そして使用者に、エンドエフェクタ１６０に対する応力を警告する。
【０１４７】
別の実施形態において、発射棒２２０または他の負荷を受ける構成要素は、そこに配置された１つ以上のひずみゲージおよび／または負荷センサを備える。高ひずみの条件下で、器具１０および／またはエンドエフェクタ１６０に付与される圧力は、発射棒２２０に伝達され、発射棒２２０をたわませ、この発射棒に対する増加したひずみを導く。ついで、これらのひずみゲージは、これらの応力測定値をマイクロコントローラ５００に報告する。別の実施形態において、位置センサ、ひずみセンサまたは力センサは、クラッチプレート３０２上に配置され得る。
【０１４８】
接近プロセスの間、エンドエフェクタ１６０が組織の回りでクランプされるにつれて、器具１０および／またはエンドエフェクタ１６０に配置されたセンサは、マイクロプロセッサ５００に、エンドエフェクタ１６０が異常な組織の周りに展開されること（例えば、低い負荷条件または高い負荷条件）を示す。低い負荷条件は、少量の組織がエンドエフェクタ１６０により把持されていることを示し、そして高い負荷条件は、多すぎる組織および／または外来物体（例えば、管、ステープルライン、クリップなど）が把持されていることを示す。その後、マイクロプロセッサ５００は、ユーザインターフェース１２０を介して、より適切な装填ユニット１６９および／または器具１０が選択されるべきであることを使用者に指示する。
【０１４９】
発射プロセスの間、センサは、使用者に種々のエラーを警告し得る。センサは、マイクロプロセッサ５００に、ステープルカートリッジまたは器具１０の位置が誤っていることを通信し得る。さらに、これらのセンサは、ナイフに付与される力の突然の急激な上昇（これは、外来物体への遭遇を示す）を検出し得る。力の急激な上昇の監視はまた、発射行程の終了（例えば、発射棒２２０がステープル留めカートリッジの端部に遭遇して硬い止めに入る場合）を検出するために使用され得る。この硬い止めは、器具１０の通常の操作の間に観察される力よりも相対的に大きい力を発生させるので、マイクロコントローラに、発射棒２２０が装填ユニット１６９の端部に達したことを示すために使用され得る。力の急激な上昇の測定は、位置計算機４１６および速度計算機４２２に関して議論されたような（例えば、エンコーダ、直線可変変位変換器、直線電位計などからの）位置フィードバック測定値と組み合わせられ得る。このことは、エンドエフェクタ１６０を改変することなく、器具１０との種々の型（例えば、複数の長さ）のステープルカートリッジの使用を可能にする。
【０１５０】
力の急激な上昇に遭遇する場合、器具１０は、使用者に状態を通知し、そしていわゆる「パルス」モードまたは電子クラッチモード（以下でより詳細に議論される）に入ることによって、予防措置を講じる。このモードの間、駆動モータ２００は、短時間で突発的にのみ回転するように制御されて、把持された組織とエンドエフェクタ１６０との間の圧力を等しくする。この電子クラッチは、駆動モータ２００により付与されるトルクを制限し、そして多量の電流が電源４００から引き出される状況を防止する。従って、次に、過負荷の状況および高電流の引き出しの状況に付随する加熱に起因する電子構成要素および機械構成要素に対する損傷を防止する。
【０１５１】
マイクロコントローラ５００は、パルス幅を変調された制御信号によって、モータドライバによって駆動モータ２００を制御する。このモータドライバは、時計回り方向または反時計回り方向のいずれかでの、駆動モータ２００の速度を調節するように構成される。このモータドライバはまた、複数の作動モード（電子モータ制動モード、等速モード、電子クラッチモード、および制御された電流起動モードが挙げられる）の間を切り替えるように構成される。電子制動モードにおいて、駆動モータ２００の２つの端子が短絡され、そして発生した逆ＥＭＦが駆動モータ２００の回転に反作用し、発射棒２２０の直線位置の調節の際に、より迅速な停止およびより大きい位置の精密さを可能にする。
【０１５２】
等速モードにおいて、速度計算機４２２は、マイクロコントローラ５００および／またはモータドライバと一緒に、駆動モータ２００の回転速度を調節して、発射棒２２０の一定の線速度を確実にする。電子クラッチモードは、位置計算機４１６および速度計算機４２２から感知されるフィードバック信号に応答する、クラッチ３００と駆動モータ２００との繰り返しの係合および／または脱係合を包含する。制御された電流起動モードにおいて、電流は、静モードと動モードとの間を移行する場合に次第に増加または下降して、損傷を与えるほどの電流およびトルクの急激な増加を防止し、いわゆる「ソフトスタート」および「ソフトストップ」を提供する。
【０１５３】
データ格納モジュール５０２は、マイクロコントローラ５００に結合されたセンサからのデータを記録する。さらに、データ格納モジュール５０２は、装填ユニット１６９の識別コード、エンドエフェクタ１６０の状態、手順の間のステープル留めサイクルの数などを記録する。データ格納モジュール５０２はまた、外部デバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン（ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）、記憶機器（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標）など））に、無線または有線のデータポート５０３を介して接続されるように構成される。このデータポートは、引き続く分析および／または格納のために、データ格納モジュール５０２が性能データを外部デバイスに伝達することを可能にする。データポート５０３はまた、マイクロコントローラ５００のファームウェアのいわゆる「実地での」アップグレードを可能にする。
【０１５４】
フィードバック制御システム６０１が、図２１〜図２３に示されている。このシステムは、図２２Ａ〜図２２Ｂに示されるフィードバック制御装置６０３を備える。器具１０は、データポート５０２を介してフィードバック制御装置６０３に接続される。このデータポートは、有線（例えば、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（登録商標）、ＵＳＢ（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ  ＲＳ２３２（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ  ＲＳ４８５（登録商標）、ＵＳＡＲＴ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）など）であっても無線（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標）無線ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ  ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１  ＩＥＥＥ、および他の無線通信、赤外線通信、ＵＨＦ通信、ＶＨＦ通信など）であってもよい。
【０１５５】
図２１を参照すると、フィードバック制御装置６０３は、器具１０によりこのフィードバック制御装置に送信されたデータを格納し、そしてこのデータを処理および分析するように構成される。フィードバック制御装置６０３はまた、他のデバイス（例えば、ビデオディスプレイ６０４、ビデオプロセッサ６０５および電算デバイス６０６（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン、記憶機器など））に接続される。ビデオプロセッサ６０５は、ビデオディスプレイ６０４に出力するために、フィードバック制御装置６０３により生成された出力データを処理するために使用される。電算デバイス６０６は、フィードバックデータのさらなる処理のために使用される。１つの実施形態において、マイクロコントローラ６００により実施されたセンサフィードバック分析の結果は、電算デバイス６０６により後に検索されるために、内部に格納され得る。
【０１５６】
フィードバック制御装置６０３は、マイクロコントローラ６００に結合されたデータポート６０７を備える（図２２Ｂ）。このデータポートは、フィードバック制御装置６０３が電算デバイス６０６に接続されることを可能にする。データポート６０７は、電算デバイス６０６との有線通信および／または無線通信を提供し得、格納されたフィードバックデータ（フィードバック制御装置６０３ならびにフィードバック制御装置６０３のファームウェアおよび／または他のソフトウェアの作動パラメータ）の検索のために、電算デバイス６０６とフィードバック制御装置６０３との間のインターフェースを提供する。
【０１５７】
フィードバック制御装置６０３は、図２２Ａ〜図２２Ｂにさらに図示される。フィードバック制御装置６０３は、ハウジング６１０ならびに複数の入力ポートおよび出力ポート（例えば、ビデオ入力６１４、ビデオ出力６１６、ヘッドアップディスプレイ（「ＨＵＤ」）出力６１８）を備える。フィードバック制御装置６０３はまた、フィードバック制御装置６０３に関する状態情報を表示するためのスクリーン６２０を備える。
【０１５８】
フィードバック制御装置６０３の構成要素が、図２３に示される。フィードバック制御装置６０３は、マイクロコントローラ６００およびデータ格納モジュール６０２を備える。マイクロコントローラ６００およびデータ格納モジュール６０２は、器具１０のマイクロコントローラ５００およびデータ格納モジュール５０２と類似の機能を提供する。これらの構成要素を独立型モジュールとして、フィードバックコントローラ６０３の形態で提供することにより、これらの構成要素を器具１０の内部に有する必要性が軽減される。
【０１５９】
データ格納モジュール６０２は、１つ以上の内部記憶機器および／または外部記憶機器（例えば、磁気ハードドライブ、フラッシュメモリ（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標）など））を備え得る。データ格納モジュール６０２は、電算デバイス６０６によるデータの後の分析のために、器具１０からのフィードバックデータを格納するために、フィードバック制御装置６０３によって使用される。フィードバックデータは、器具１０内に配置されたセンサにより供給される情報などを含む。
【０１６０】
マイクロコントローラ６００は、器具１０の制御回路（存在する場合）に取って代わり、そして／または補うように構成される。マイクロコントローラ６００は、内部メモリを備え、この内部メモリは、器具１０の作動および機能を制御するための１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を格納する。マイクロコントローラ６００は、ユーザインターフェース１２０からの入力データを処理し、そしてこの入力に応答して、器具１０の作動を調節する。マイクロコントローラ６００は、ユーザフィードバックモジュール５０４を介してユーザインターフェース１２０に結合される。このユーザフィードバックモジュールは、器具１０の作動パラメータの情報を使用者に伝えるように構成される。より具体的には、器具１０は、無線でか、またはデータポート４０７を介する有線接続（図６）によって、フィードバック制御装置６０３に接続されるように構成される。
【０１６１】
開示される実施形態において、マイクロコントローラ６００は、駆動モータ２００に接続され、そしてバッテリのインピーダンス、電圧、温度および／または電流の引き出しを監視し、そして器具１０の作動を制御するように構成および配置される。バッテリ４００、トランスミッション、駆動モータ２００および器具１０の駆動構成要素に対する負荷は、損傷限界に達したかまたは接近したことをこの負荷が示す場合、モータ速度を制御するように決定される。例えば、バッテリ４００に残っているエネルギー、残っている発射回数、バッテリ４００が交換もしくは充電されなければならないか否か、および／または器具１０の潜在的な負荷限界に達することが、決定され得る。マイクロコントローラ６００はまた、上で議論された器具１０のセンサのうちの１つ以上に接続され得る。
【０１６２】
マイクロコントローラ６００はまた、監視された情報に応答して、駆動モータ２００の作動を制御するように構成される。パルス偏重制御スキーム（これは、電子クラッチを備え得る）が、器具１０を制御する際に使用され得る。例えば、マイクロコントローラ６００は、駆動モータ２００の電圧供給を調整するか、またはパルス変調された信号をこの駆動モータに供給して、電力および／またはトルク出力を調節し、システム損傷を防止し得るか、またはエネルギー使用を最適化し得る。
【０１６３】
１つの実施形態において、電気制動回路が、駆動モータ２００を制御するために使用され得る。この電気制動回路は、回転する駆動モータ２００の既存の逆起電力を使用して、駆動管２１０のモーメントに反作用し、そしてこのモーメントを実質的に減少させる。この電気制動回路は、動力式外科手術用器具１０の停止の制度および／またはシフト位置のための、駆動モータ２００および／または駆動管２１０の制御を改善し得る。動力式外科手術用器具１０の構成要素を監視し、そして動力式外科手術用器具１０の過負荷を防止することを補助するためのセンサとしては、熱型センサ（例えば、熱センサ、サーミスタ、サーモパイル、熱電対および／または熱赤外線画像化）が挙げられ得、そしてマイクロコントローラ６００にフィードバックを提供し得る。限度に達したかまたは接近した場合に、マイクロコントローラは、動力式外科手術用器具１０の構成要素を制御し得、そしてこのような制御としては、電源４００からの電力を止めること、電力を一次的に中断すること、またはパルスモードおよび／もしくはパルス変調に入って使用されるエネルギーを制限することが挙げられ得る。マイクロコントローラ６００はまた、構成要素の温度を監視して、作動がいつ再開され得るかを決定し得る。マイクロコントローラ６００の上記用途は、電流、電圧、温度および／またはインピーダンスの測定値とは無関係に使用されても、これらの測定値を計算に入れられてもよい。
【０１６４】
マイクロプロセッサ６００によるデータの分析予備処理の結果は、ビデオディスプレイ６０４および／またはＨＵＤディスプレイ６２２に出力される。ビデオディスプレイ６０４は、任意の型のディスプレイであり得る（例えば、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、エレクトロルミネッセンススクリーンなど）。１つの実施形態において、ビデオディスプレイ６０４は、タッチスクリーンを備え得、そして抵抗タッチスクリーン技術、表面波タッチスクリーン技術、容量型タッチスクリーン技術、赤外線タッチスクリーン技術、ひずみゲージタッチスクリーン技術、光学タッチスクリーン技術、分散性信号タッチスクリーン技術、または音響パルス認識タッチスクリーン技術を組み込み得る。このタッチスクリーンは、使用者が作動フィードバックを見ながら入力を提供することを可能にするために使用され得る。ＨＵＤディスプレイ６２２は、外科手術手順の間、使用者に見える任意の表面（例えば、眼鏡および／またはゴーグルのレンズ、顔面シールドなど）に投影され得る。このことは、使用者が手順への焦点をずらすことなくフィードバック制御装置６０３からの重大なフィードバック情報を見ることを可能にする。
【０１６５】
フィードバック制御装置６０３は、オンスクリーンディスプレイモジュール６２４およびＨＵＤモジュール６２６を備える。モジュール６２６は、それぞれのディスプレイ６０４および６２２への表示のために、マイクロコントローラ６００からの出力を処理する。より具体的には、ＯＳＤモジュール６２４は、フィードバック制御装置６０３からの文字情報および／または図情報を、外科手術部位に配置されたカメラを介して外科手術部位から受信された他のビデオ画像の上に重ねる。上に重ねられた文字を有する改変されたビデオ信号は、ビデオディスプレイ６０４に伝達され、使用者が外科手術部位をなお観察しながら、器具１０および／またはフィードバック制御装置６０３からの有用なフィードバック情報を見ることを可能にする。
【０１６６】
図２４〜図２５は、器具１０’の別の実施形態を図示する。器具１０’は、まっすぐな構成で配置された複数のセル４０１を有する電源４００’を備える。電源４００’は、ハンドル部分１１２内の垂直バッテリチャンバ８００内に垂直に挿入される。バッテリチャンバ８００は、頂部内にばね８０２を備え、電源４００’を下向きに押す。１つの実施形態において、ばね８０２は、電源４００’に電気的に結合するための端子を備え得る。電源４００’は、バッテリキャップ８０４によってバッテリチャンバ８００内に保持される。このバッテリキャップは、遠位方向にスライドして適所にロックされるように構成される。キャップ８０４およびハンドル１１２は、さねはぎ継手を備えて、キャップ８０４が滑り出ることを防ぎ得る。電源４００’は、ばね８０２の下向きの力に起因して、キャップ８０４に押し付けられるように付勢される。キャップ８０４が近位方向にスライドされると、電源４００’はばね８０２によってバッテリチャンバ８００から排出される。
【０１６７】
図２５は、回転センサ２３９の別の実施形態を示す。この回転センサは、駆動管２１０の回転を検出し、従って、駆動管２１０の回転速度を測定する。これによって、発射棒２２０の線速度の決定を可能にする。回転センサ２３９は、駆動管２１０に設置されたエンコーダホイール８１０、および光学リーダ８１２（例えば、光断続器）を備える。光学リーダ８１２は、この光学リーダの２つの対向する縁部８１４と８１６との間に連続的に提供される光線の遮断の回数を決定するように構成される。ホイール８１０は、駆動管２１０と共に回転し、そしてこのホイールを通る複数のスリット８１１を備える。
【０１６８】
ホイール８１０の外縁部は、光学リーダ８１２の対向する縁部の間に配置され、その結果、縁部８１４と８１６との間を透過する光は、スリット８１１を照らす。換言すれば、縁部８１４と８１６との間の光線は、駆動管２１０が回転する際にホイール８１０によって遮断される。光学リーダ８１２は、この光線の遮断の回数およびその発生速度を測定し、そしてこれらの測定値を速度計算機４２２に伝達する。次いで、この速度計算機は、上で議論されたように、駆動棒２２０の速度を決定する。
【０１６９】
図２７〜３２は、発射棒２２０をその発射した位置から引き込むための引き込みアセンブリ８２０を有する器具１０’を示す。引き込みアセンブリ８２０は、駆動管２１０との手動で駆動される機械的インターフェースを提供し、緊急の状況（例えば、電気的な不調、エンドエフェクタ１６０が動かなくなったなど）で引き込みアセンブリ８２０を引き込む動作によって、発射棒２２０の手動での引き込みを可能にする。引き込みアセンブリ８２０は、器具１０’内に挿入され得るモジュラーアセンブリとして構成され得る。
【０１７０】
図３０を参照すると、引き込みアセンブリ８２０は、頂部８２３および底部８２５を有する引き込みシャシ８２２を備える。引き込みアセンブリ８２０は、駆動歯車８２６および引き込み歯車８２４を介して駆動管２１０と機械的に連動する。駆動歯車８２６は、駆動管２１０に取り付けられ、そして、駆動管２１０の回転に応答して平行移動される。逆に、駆動歯車８２６の回転は、駆動管２１０に回転をもたらす。駆動歯車８２６および引き込み歯車８２４は、傘歯車であり得、歯車８２４および８２６が直交する様式で連動することを可能にする。
【０１７１】
引き込み歯車８２４は、引き込みシャシ８２２の頂部８２３と底部８２５との間で実質的に直交する様式で配置される第一のスピンドル８２８に結合され、そして、それによって規定される長手方向軸の周りを回転可能である。第一のスピンドル８２８はさらに、第一のスピンドル８２８と引き込み歯車８２４に取り付けられた第一の平歯車８３０を備える。第一の平歯車８３０は、第二のスピンドル８３４上に配置された第二の平歯車８３２と連動し、この第二のスピンドル８３４もまた、引き込みシャシ８２２の頂部８２３と底部８２５との間に実質的に直交する様式で配置され、そして、それにより規定される長手方向軸の周りを回転可能である。
【０１７２】
第二の平歯車８３２は、第三の平歯車８３６と機械的に連動し、この第三の平歯車８３６は、第一のスピンドル８２８上に配置される。第三の平歯車８３６は、一方向性クラッチアセンブリ８４０の第一のクラッチ部分８３８に取り付けられる。クラッチアセンブリ８４０はさらに、第一のクラッチ部分８３８の上で第一のスピンドル８２８上に回転可能に配置された第二のクラッチ部分８４２を備え、この第一のクラッチ部分８３８と第二のクラッチ部分８４２との間にはばね８４３が配置され、それによって、第一のクラッチ部分８３８および第二のクラッチ部分８４２が、図３１に示されるような持ち上がったかみ合っていない構成（例えば、第一の構成）を維持する。
【０１７３】
駆動管２１０および／または駆動歯車８２６の回転は、引き込み歯車８２４、ならびに、第一の平歯車８３０、第二の平歯車８３２および第三の平歯車８３６に、それと同時に、第一の部分８３８ならびにそれぞれのスピンドル８２８および８３４に、回転をもたらす。第二のクラッチ部分８４２はスピンドル８２８の周りを回転し得、そして、ばね８４３によって第一のクラッチ部分８３８から分離されるので、第一の部分８３８の回転は、第二のクラッチ部分８４２に移されない。
【０１７４】
第一のクラッチ部分８３８および第二のクラッチ部分８４２は、複数の噛み合う歯８４４を備え、これらの歯８４４は、平らな噛合い表面８４６と傾斜した滑り表面８４８とを有する。図３２に示される第二の構成において、第二のクラッチ部分８４２は、引き込みレバー８４５によって下向きに押され、それによって、歯８４４を噛み合わせる。滑り表面８４８は、噛合い表面８４６が互いに接触することを可能にし、それにより、第二のクラッチ部分８４２の回転が、第一のクラッチ部分８３８と全ての噛み合い歯車を回転させることを可能にする。
【０１７５】
引き込みレバー８４５は、カム作用部分８４７およびカム作用部分８４７に取り付けられたハンドル８４９を備える。カム作用部分８４７は、一方向性ニードルクラッチ８５５を収容する開口部８５３を備え、このニードルクラッチ８５５は、第一のスピンドル８２８に取り付けられた継手８５６と機械的に協働し、それによって、引き込みレバー８４５が第一のスピンドル８２８の周りを回転することを可能にする。図２９を参照すると、レバー８４５は、カム作用表面８５２を有する１以上のカム作用部材８５０を備える。第一の構成において、レバー８４５は、図２７に示されるように、ハウジング１１０のレバーポケット８６０に沿って配置される。レバー８４５は、ばね８４３によって頂部８２３に抗して押し上げられ、そして、カム作用部材８５０が、対応するカムポケット８５８内に配置される。レバー８４５は、頂部８２３とカム作用部分８４７との間に設置された戻し延長ばね８６２によって、第一の構成に維持される。カム作用部材８５０およびレバーポケット８６０は、レバー８４５のさらなる回転を防止する。
【０１７６】
レバー８４５がレバーポケット８６０の外に引き出されると、カム作用部材８５０が対応するカムポケット８５８と連動し、そして、レバー８４５のカム作用部分８４７を下方向に押す。下方向の動きは、ばね８４３を圧縮し、そして、第一のクラッチ部分８３８と第二のクラッチ部分８４２とを一緒に押して、歯８４４を噛み合わせ、それにより、部分８３８および８４２を係合する。カム作用部分８４７の反時計回り方向の回転は、継手８５６および第一のスピンドル８２８と連動するニードルクラッチ８５５を作動させる。レバー８４５の連続的な回転は、クラッチアセンブリ８４０を回転させ、次いで、平歯車８３６、８３２および８３０、ならびに、引き込み歯車８２４および駆動歯車８２６を回転させる。これは次いで、駆動管２１０を回転させ、そして、駆動棒２２０を引き込む。
【０１７７】
レバー８４５は、図２８に示されるように、ハンドル８４９がハウジング１１０と接するまで、所定の量にわたり回転され得る。その後、レバー８４５は、戻し延長ばね８６２によってその第一の構成へと戻される。これにより、カム作用部分８４７が持ち上がり、第二のクラッチ部分８４２をまた上方に動かして、第一のクラッチ部分８３８と脱係合することが可能になる。ニードルクラッチ８５５は、継手８５６を解放し、駆動管２１０の動きに影響を及ぼすことなく、レバー８４５がその第一の構成へと戻ることを可能にする。一度レバー８４５が第一の構成に戻されると、レバー８４５は、再び引き込まれて、引き続き、駆動棒２２０につめ車をかけ得る。
【０１７８】
本明細書中に示される実施形態に対して種々の改変がなされ得ることが理解される。したがって、上記明細書は、限定的なものとしてみなされるべきではなく、単に好ましい実施形態を例示するものとしてみなされるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲の目的および趣旨の範囲内で、他の改変に想到する。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】図１は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の斜視図である。
【図２】図２は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の部分拡大斜視図である。
【図３】図３は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の部分拡大平面図である。
【図４】図４は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の内部構成要素の部分斜視断面図である。
【図５】図５は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の部品が分離された、関節運動機構の斜視図である。
【図６】図６は、第一の位置に配置された、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分断面図である。
【図７】図７は、第二の位置に配置された、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分断面図である。
【図８】図８は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の部品が分離された装填ユニットの近位本体部分および設置アセンブリの斜視図である。
【図９】図９は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具のエンドエフェクタの側面断面図である。
【図１０】図１０は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分拡大側面図である。
【図１１】図１１は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の一方向クラッチプレートの斜視図である。
【図１２】図１２は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分拡大側面図である。
【図１３】図１３は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術容易具の電源の概略図である。
【図１４】図１４は、図１の動力式外科手術用器具の電源を認証するための方法を図示する流れ図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の装填ユニットの部分斜視背面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の装填ユニットの部分斜視背面図である。
【図１６】図１６は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の装填ユニットを認証するための方法を図示する流れ図である。
【図１７】図１７は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の装填ユニットの斜視図である。
【図１８】図１８は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具のエンドエフェクタの側面断面図である。
【図１９】図１９は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の側面断面図である。
【図２０】図２０は、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の制御システムの概略図である。
【図２１】図２１は、本開示によるフィードバック制御システムの概略図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本開示の実施形態によるフィードバック制御システムのフィードバック制御装置の斜視正面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本開示の実施形態によるフィードバック制御システムのフィードバック制御装置の斜視背面図である。
【図２３】図２３は、本開示の実施形態によるフィードバック制御装置の概略図である。
【図２４】図２４は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の部分断面図である。
【図２５】図２５は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の部分斜視断面図である。
【図２６】図２６は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具のノーズアセンブリの部分斜視図である。
【図２７】図２７は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の引き込みレバーの部分斜視図である。
【図２８】図２８は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の部分斜視図である。
【図２９】図２９は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の引き込みレバーの斜視図である。
【図３０】図３０は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具のモジュール式引き込みアセンブリの斜視図である。
【図３１】図３１は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の拡大部分断面図である。
【図３２】図３２は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の拡大部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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